Dupla detonação: nova imagem revela os restos de uma estrela destruída por duas explosões

Pela primeira vez, os astrónomos conseguiram evidências visuais de que uma estrela terminou a sua vida com duas explosões consecutivas. Estudando os restos da supernova SNR 0509-67.5, com centenas de anos, através do telescópio VLT do ESO, os cientistas identificaram padrões que confirmam este fenómeno raro. Esta descoberta ajuda a compreender melhor algumas das explosões mais importantes do Universo.

Uma descoberta inédita no céu

A maioria das supernovas resulta da morte de estrelas muito massivas. No entanto, há um tipo — chamado supernova de Tipo Ia — que acontece em estrelas mais pequenas, como as anãs brancas.

Estas são núcleos densos e inativos que restam após estrelas semelhantes ao Sol consumirem o seu combustível.

As explosões de anãs brancas são fundamentais para a astronomia.

Explica Priyam Das, astrónomo na Universidade de Nova Gales do Sul, Austrália, e autor principal do estudo publicado na Nature Astronomy.

As supernovas de Tipo Ia ajudam-nos a medir a expansão do Universo e são também a principal origem do ferro presente na Terra, incluindo o que circula no nosso sangue.

Mesmo assim, ainda não sabemos ao certo como se dá a sua explosão.

Acrescenta o autor do estudo.

Esta imagem mostra a distribuição do cálcio nos remanescentes da supernova SNR 0509-67.5. Os dados foram obtidos com o instrumento MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) montado no VLT do ESO. As curvas sobrepostas delineiam duas conchas concêntricas de cálcio que foram ejetadas em duas detonações separadas quando a estrela morreu há várias centenas de anos atrás. Crédito: ESO/P. Das et al.

Uma teoria alternativa: duas explosões, não uma

Os modelos atuais apontam que uma anã branca, em sistema binário com outra estrela, pode atrair matéria da sua companheira. Ao acumular essa matéria, atinge um ponto crítico e explode. Contudo, há uma teoria alternativa: a estrela pode explodir antes de atingir essa massa crítica, em duas fases.

Segundo este modelo de “dupla detonação”, a anã branca acumula hélio à sua volta, proveniente da outra estrela. Esse hélio pode tornar-se instável e explodir.

A primeira explosão gera uma onda de choque que atravessa a anã branca, provocando uma segunda detonação no seu interior — e assim nasce a supernova.

Até agora, esta teoria não tinha sido confirmada visualmente. Mas os astrónomos previram que este processo deixaria uma marca específica: duas camadas distintas de cálcio nos restos da explosão. Foi precisamente isso que se encontrou na supernova SNR 0509-67.5.

Ivo Seitenzahl, responsável pelas observações e investigador em Heidelberg na altura do estudo, afirma que este resultado é “uma prova clara de que as anãs brancas podem explodir antes de atingirem o limite de Chandrasekhar”, o ponto crítico habitualmente considerado.

Com o instrumento MUSE, acoplado ao VLT, a equipa detetou camadas de cálcio (assinaladas a azul na imagem) que confirmam esta hipótese.

As supernovas de Tipo Ia são essenciais para medir distâncias no Universo, graças ao seu brilho previsível. Foi com base nelas que se descobriu, em 2011, que o Universo está a expandir-se a um ritmo acelerado — descoberta que valeu um Prémio Nobel da Física. Compreender melhor como estas explosões ocorrem ajuda a tornar essas medições ainda mais fiáveis.

Para Priyam Das, há também uma razão mais estética:

Esta prova concreta de uma dupla detonação não só resolve um velho mistério, como revela uma estrutura visualmente deslumbrante.

Ver por dentro uma explosão cósmica tão espetacular é extremamente recompensador.

Concluiu Priyam Das.