Astrônomos russos e estrangeiros descobriram uma estrela de "carbono" extremamente incomum na constelação de Cassiopeia, que surgiu há várias dezenas de milhares de anos como resultado da fusão de grandes anãs brancas. Em um futuro próximo, ele explodirá e se transformará em um pulsar, de acordo com um artigo na revista Nature Astronomy.
Anãs brancas são os restos de velhas estrelas "queimadas" de pequena massa, desprovidas de suas próprias fontes de energia. As anãs brancas aparecem no estágio final da evolução das estrelas com uma massa que não excede a massa solar em mais de 10 vezes. No final das contas, nossa estrela também se transformará em uma anã branca.
Os astrofísicos estão interessados nessas "estrelas mortas" por vários motivos. Primeiro, eles são os progenitores das supernovas do tipo I, que permitem estimativas muito precisas das distâncias no espaço. Em segundo lugar, eles consistem de matéria superdensa exótica, cujas propriedades e estrutura os cientistas ainda não compreenderam completamente.
A resposta a esta pergunta é importante porque determina o que deve acontecer quando as anãs brancas se fundem. Agora, os cientistas acreditam que se a massa combinada de duas luminárias antigas ultrapassar o chamado limite de Chandrasekhar, que é 1,4 vezes a massa do Sol, o produto de sua fusão se tornará instável e se transformará em um tipo diferente de objeto.
Dependendo da velocidade e de outros parâmetros da fusão, esse processo pode gerar uma poderosa explosão termonuclear, uma supernova do primeiro tipo, e levar à formação de uma estrela de nêutrons.
Por muito tempo, os cientistas acreditaram que a fusão de todas as grandes anãs brancas, cuja massa excede significativamente o limite de Chandrasekhar, quase certamente terminaria em uma explosão de supernova. A crença nesta ideia foi destruída em 2003, quando astrônomos dos Estados Unidos e Canadá registraram um flash extremamente incomum no céu. Ele tinha todas as características de uma supernova do primeiro tipo, mas ao mesmo tempo era gerado por um objeto cuja massa excedia a massa solar pelo menos duas vezes.
Sua descoberta causou muita polêmica, já que as teorias que existiam naquela época não podiam explicar o mecanismo de seu nascimento, e a própria existência de tal explosão contradiz a ideia bem estabelecida de que todas as supernovas do primeiro tipo têm o mesmo poder e outras propriedades ligadas ao limite de Chandrasekhar.
Gvaramadze e seus colegas descobriram uma estrela altamente incomum, cuja existência apóia uma das explicações de como a explosão de 2003 e várias outras supernovas anormalmente poderosas registradas nos anos seguintes poderiam ter ocorrido.
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Inicialmente, como explicam os astrônomos, eles não estavam procurando por anãs brancas e vestígios de suas colisões, mas por nebulosas que aparecem nas proximidades de grandes estrelas envelhecidas nos últimos estágios de suas vidas. Para fazer isso, os cientistas estudaram imagens do céu noturno tiradas pelo telescópio orbital infravermelho WISE e outros observatórios deste tipo.
Sua atenção foi atraída por uma pequena nebulosa J005311, localizada a cerca de 10 mil anos de distância de nós, na direção da constelação de Cassiopeia. Quando Gvaramadze e sua equipe tentaram encontrar a estrela-mãe usando o telescópio BTA no Observatório Astrofísico Especial em Nizhny Arkhyz, eles tiveram uma surpresa.
No centro desta nebulosa vivia uma estrela extremamente incomum, externamente semelhante às chamadas estrelas Wolf-Rayet, as estrelas mais inquietas e de vida curta do universo. Como seus supostos "primos", a estrela no centro de J005311 era incrivelmente quente - sua temperatura superficial ultrapassava 200 mil Kelvin. Ao mesmo tempo, ela jogou grandes quantidades de gás no meio ambiente, acelerando-o para 16 mil quilômetros por segundo, ou 5% da velocidade da luz.
Por outro lado, era cerca de quatro vezes mais escuro do que até mesmo as mais modestas estrelas Wolf-Rayet, mas seu espectro era completamente diferente até mesmo das formas mais ativas dessas estrelas. Além disso, seu interior era quase inteiramente composto de dois elementos - oxigênio e carbono, e hidrogênio e hélio estavam completamente ausentes no interior do J005311 e em sua cobertura de gás.
Essas inconsistências fizeram os cientistas se perguntarem como tal objeto surgiu. Referindo-se ao famoso diagrama de Hertzsprung-Russell, astrônomos russos e estrangeiros notaram que as estrelas formadas como resultado da fusão de grandes anãs brancas deveriam ter propriedades semelhantes.
Os teóricos, como observam os pesquisadores, há muito previram a existência de tais objetos, cuja massa é visivelmente maior do que o limite de Chandrasekhar, mas até agora ninguém os encontrou.
Conforme mostrado por esses cálculos, esses objetos superpesados podem se formar se as entranhas das anãs brancas forem aquecidas com rapidez suficiente durante sua fusão. Nesse caso, o carbono terá tempo de "inflamar" nas entranhas da nova estrela antes mesmo de ser fortemente comprimido.
Isso interromperá a explosão termonuclear, criará uma pequena nebulosa de oxigênio incandescente e neon, e dentro dela aparecerá um objeto superaquecido único, que viverá por várias dezenas de milhares de anos. Depois que a estrela "renascida" exaurir todas as suas reservas de carbono e oxigênio, ela se contrairá ainda mais, levando ao nascimento de uma supernova e de uma pequena estrela de nêutrons.
Como mostram os cálculos de Gvaramadze e seus colegas, isso deve acontecer em um futuro muito próximo. J005311 tem agora cerca de 16 mil anos, o que significa que está nos últimos estágios de sua "nova vida". É possível que a humanidade testemunhe este importante evento, concluem os cientistas.
