Algumas estrelas explodem quando núcleos atômicos em seus núcleos sop up elétrons
Um tipo de explosão cósmica há muito prevista finalmente estourou em cena.
Pesquisadores encontraram evidências convincentes para uma supernova de captura de elétrons, uma explosão estelar inflamada quando núcleos atômicos sop up elétrons dentro do núcleo de uma estrela. O fenômeno foi previsto pela primeira vez em 1980, mas os cientistas nunca tiveram certeza de que viram um. Um clarão que apareceu no céu em 2018, chamado supernova 2018zd, corresponde a várias marcas esperadas das explosões, relatam cientistas em 28 de junho na Nature Astronomy.
"Estes foram teorizados por tanto tempo, e é muito bom que tenhamos visto um agora", diz a astrofísica Carolyn Doherty, do Observatório Konkoly, em Budapeste, que não estava envolvida com a pesquisa.
Supernovas de captura de elétrons resultam de estrelas que se sentam bem no precipício da explosão. Estrelas com mais de 10 vezes a massa do Sol se tornaram supernovas após reações de fusão nuclear dentro do núcleo cessarem, e a estrela não pode mais se sustentar contra a gravidade. O núcleo entra em colapso para dentro e, em seguida, se recupera, fazendo com que as camadas externas da estrela explodam para fora (SN: 2/8/17). Estrelas menores, com menos de oito massas solares, são capazes de resistir ao colapso, formando um objeto denso chamado anã branca (SN: 30/6/21). Mas entre 8 e 10 massas solares, há um meio termo mal compreendido para as estrelas. Para algumas estrelas que caem nesse intervalo, os cientistas suspeitam há muito tempo que supernovas de captura de elétrons devem ocorrer.
Durante este tipo de explosão, núcleos de néon e magnésio dentro do núcleo de uma estrela capturam elétrons. Nesta reação, um elétron desaparece quando um próton se converte em um nêutron, e o núcleo se transforma em outro elemento. Essa captura de elétrons significa más notícias para a estrela em sua guerra contra a gravidade porque esses elétrons estão ajudando a estrela a combater o colapso.
De acordo com a física quântica, quando os elétrons são embalados de perto, eles começam a se mover mais rápido. Esses elétrons zippy exercem uma pressão que se opõe à atração interna da gravidade. Mas se as reações dentro de uma estrela se afastam do número de elétrons, esse suporte enfraquece. Se o núcleo da estrela ceder - boom - que desencadeia uma supernova de captura de elétrons.
Mas sem uma observação de tal explosão, permaneceu teórico. "A grande questão aqui era: 'Esse tipo de supernova existe?'", diz o astrofísico Daichi Hiramatsu, da Universidade da Califórnia, Santa Bárbara e Observatório Las Cumbres em Goleta, Califórnia. As potenciais supernovas de captura de elétrons já foram relatadas antes, mas as evidências não eram definitivas.
Então Hiramatsu e colegas criaram uma lista de seis critérios que uma supernova de captura de elétrons deve atender. Por exemplo, as explosões devem ser menos energéticas, e devem forjar diferentes variedades de elementos químicos, do que supernovas mais típicas. Supernova 2018zd verificou todas as caixas.
Um golpe de sorte ajudou a equipe a vencer o caso. Na maioria das vezes, quando os cientistas veem uma supernova, eles têm pouca informação sobre a estrela que a produziu - quando eles vêem a explosão, a estrela já foi soprada em pedaços. Mas neste caso, a estrela apareceu em imagens anteriores tiradas pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA e pelo Telescópio Espacial Spitzer. Suas propriedades coincidiram com as esperadas para o tipo de estrela que produziria uma supernova de captura de elétrons.
"Todos juntos, é realmente muito promissor", diz a astrofísica Pilar Gil-Pons, da Universitat Politècnica de Catalunya, em Barcelona. Lendo os resultados dos pesquisadores, ela diz: "Fiquei muito animada, especialmente com a identificação do progenitor".
Encontrar mais dessas supernovas poderia ajudar a desvendar seus progenitores, estrelas desajustadas nesse estranho meio termo em massa. Também poderia ajudar os cientistas a descobrir melhor a divisão entre estrelas que vão e não explodirão. E as observações poderiam revelar com que frequência essas supernovas incomuns ocorrem, um importante pedaço de informação para entender melhor como supernovas semearam o cosmos com elementos químicos.
fonte: Science News | The latest news from all areas of science