As supernovas do tipo Ia, algumas das explosões mais violentas e luminosas do Universo, tornaram-se uma ferramenta útil para os astrônomos medirem o tamanho e a expansão do próprio Universo. Novas pesquisas apresentadas na reunião da Sociedade Astronômica Americana desta semana apontam para o aumento da probabilidade de que as fusões das estrelas que criam essas explosões, anãs brancas, sejam mais prováveis do que se pensava anteriormente e possam explicar as propriedades de algumas supernovas do tipo Ia que são curiosamente menos luminoso do que o esperado.
Pesquisa apresentada por Rüdiger Pakmor et al. do Instituto Max-Planck de Astrofísica em Garching, na Alemanha, simulou a fusão de duas anãs brancas em um sistema binário e mostrou que essas simulações combinam supernovas observadas anteriormente com características estranhas, especificamente a de 1991bg. Essa supernova, e outras observadas desde então, era curiosamente menos luminosa do que seria esperado se fosse uma supernova tipo Ia.
As supernovas do tipo Ia ocorrem quando há duas estrelas orbitando uma à outra em um sistema binário. Em um cenário, uma das estrelas se torna uma anã branca, uma estrela pequena, mas muito, muito densa, e rouba matéria da outra, ultrapassando o limite de Chandrasekhar - 1,4 vezes a massa do Sol - e sofrendo uma explosão termonuclear.
Outra causa para esses tipos de supernovas poderia ser a fusão de ambas as estrelas no sistema. No cenário analisado por esses pesquisadores, as duas estrelas eram anãs brancas de massas logo abaixo do Sol: massas solares de 0,83-0,9.
Os pesquisadores mostraram que, à medida que o sistema perde energia devido à emissão de ondas gravitacionais, as duas anãs brancas se aproximam. À medida que se fundem, parte do material de uma das estrelas colide com a outra e aquece o carbono e o oxigênio, criando uma explosão termonuclear vista nas supernovas do Tipo Ia.
Você pode assistir a uma animação da fusão simulada, cortesia do Supernova Research Group do Max-Planck Institute, aqui.
Observações de supernovas como 1991bg mostram que elas queimam uma quantidade menor de níquel 56, cerca de 0,1 massa solar, do que as supernovas normais do tipo Ia, que normalmente queimam 0,4-0,9 massas solares de níquel. Isso os torna menos luminosos, porque o decaimento radiativo do níquel é um dos fenômenos que dão a exibição luminosa das supernovas do tipo Ia.
"Com nossas simulações detalhadas de explosões, podemos prever observáveis que realmente se aproximam das observações reais das supernovas do tipo Ia", disse Friedrich Röpke, co-autor do artigo.
Suas simulações mostram que, quando as duas anãs brancas se fundem, a densidade do sistema é menor do que nas supernovas típicas do tipo Ia e, portanto, menos níquel é produzido. Os pesquisadores observam em seu artigo que esses tipos de fusões de anãs brancas podem compreender entre 2 a 11% das supernovas do tipo Ia observadas.
Compreender os mecanismos que criam essas fantásticas explosões é um passo necessário para se controlar a extensão do nosso Universo e sua expansão, bem como a diversidade das supernovas do Tipo Ia.
Se você quiser saber mais sobre suas pesquisas e os detalhes de sua modelagem por computador, o artigo está disponível no Arxiv aqui. Seus resultados também serão publicados na edição de 7 de janeiro de 2010 do Natureza.
Fonte: comunicado de imprensa da AAS, artigo Arxiv
