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Registro inédito: Estrelas colidem e explosão cria supernova

Uma das estrelas era mais massiva que a outra e explodiu como uma supernova - Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
Uma das estrelas era mais massiva que a outra e explodiu como uma supernova Imagem: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Colaboração para o UOL, em Santos

03/09/2021 12h00

Astrônomos encontraram, pela primeira vez, evidências de que um buraco negro ou estrela de nêutrons espiralou seu caminho até o núcleo de uma estrela companheira e fez com que ela explodisse como uma supernova.

Os astrônomos foram informados por meio de dados obtidos pelo Very Large Array Sky Survey (VLASS), um projeto de vários anos usando o Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) da National Science Foundation.

"Os teóricos previram que isso poderia acontecer, mas esta é a primeira vez que realmente vimos tal evento", disse Dillon Dong, um estudante graduado da Caltech e autor principal de um artigo relatando a descoberta na revista Science.

A primeira pista surgiu quando os cientistas examinaram imagens do VLASS, que começou as observações em 2017, e encontraram um objeto emitindo ondas de rádio de alto brilho, mas que não havia aparecido em uma pesquisa anterior do VLA.

Eles determinaram que a emissão de rádio brilhante vinha dos arredores de uma galáxia anã, formadora de estrelas, a cerca de 480 milhões de anos-luz da Terra. Mais tarde, eles descobriram que um instrumento a bordo da Estação Espacial Internacional detectou uma explosão de raios-X a partir do objeto, em 2014.

Os dados de todas essas observações permitiram aos astrônomos reunir a história fascinante de uma "dança da morte" de séculos de duração entre duas estrelas massivas.

Como a maioria das estrelas que são muito mais massivas do que o nosso sol, essas duas nasceram como um par binário, orbitando uma à outra. Uma delas era mais massiva do que a outra e evoluiu ao longo de seu tempo de vida normal, alimentada por fusão nuclear mais rapidamente, e explodiu como uma supernova, deixando para trás um buraco negro ou uma estrela de nêutrons superdensa.

"Dança da morte" durou 300 anos

O buraco negro ou a órbita da estrela de nêutrons ficou cada vez mais perto de sua companheira e, cerca de 300 anos atrás, entrou na sua atmosfera, dando início à "dança da morte". Nesse ponto, a interação começou a espalhar gás da companheira para o espaço. O gás ejetado, espiralando para fora, formou um anel em forma de rosca em expansão, denominado toro, ao redor do par.

Uma das estrelas era mais massiva e acabou explodindo como uma supernova - Reprodução/Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF - Reprodução/Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
A 'dança da morte' entre as estrelas teve início no século 18 e durou cerca de 300 anos
Imagem: Reprodução/Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Eventualmente, o buraco negro ou estrela de nêutrons fez seu caminho para dentro do núcleo da estrela companheira, interrompendo a fusão nuclear, produzindo a energia que impedia o colapso do núcleo por sua própria gravidade.

Quando o núcleo entrou em colapso, ele formou brevemente um disco de material orbitando próximo ao intruso e impulsionou um jato de material para fora do disco em velocidades próximas à da luz, perfurando seu caminho através da estrela.

O colapso do núcleo da estrela fez com que ela explodisse como uma supernova, seguindo a explosão anterior de sua irmã.

"Todas as peças desse quebra-cabeça se encaixam para contar essa história incrível", disse Gregg Hallinan, da Caltech. "O remanescente de uma estrela que explodiu há muito tempo mergulhou em sua companheira, fazendo-a também explodir", acrescentou.