Violenta explosão do tipo hipernova poderia explicar estranha estrela da Via Láctea, diz estudo
Originada de uma explosão massiva, a estrela SMSS J200322.54-114203.3 (localizada exatamente no centro da imagem) está a sudeste da constelação Aquila e perto de Sagitário e Capricórnio. Créditos: Da Costa/SkyMapper.
Um novo tipo de explosão gigantesca, capaz de liberar uma quantidade de energia dez vezes superior à de uma explosão de supernova, pode ser a resposta para um mistério da Via Láctea que remonta a 13 bilhões de anos.
Uma equipe de astrônomos descobriu o que deve ser a primeira evidência da destruição de um estrela que gira rapidamente – um fenômeno que eles descrevem como uma “hipernova magneto-rotacional”. O grupo foi liderado por David Yong, Gary Da Costa e Chiaki Kobayashi no Centro de Excelência ARC de Astrofísica do Céu em 3 Dimensões (ASTRO 3D).
A pesquisa também reuniu especialistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, nos Estados Unidos, da Universidade de Estocolmo, do Instituto Max Planck de Astrofísica, na Alemanha, do Instituto Nacional de Astrofísica da Astrofísica da Itália e da Universidade de New South Wales, na Austrália. Suas conclusões foram divulgadas na revista Nature no dia 7 de julho.
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Esta explosão massiva ocorreu apenas um bilhão de anos após o Big Bang, e parece ser a explicação mais provável para a presença de grandes volumes de alguns elementos em uma outra estrela extremamente antiga da Via Láctea. Localizada a 7.500 anos-luz do Sol e orbitando no halo da Via Láctea, a estrela SMSS J200322.54-114203.3 contém quantidades muito maiores de elementos metálicos, incluindo zinco, urânio, európio e possivelmente ouro, do que outras estrelas da mesma idade.
Para dar a origem a tamanha quantidade de moléculas de elementos pesados, seria preciso uma evento massivo. Mas, as fusões de estrelas de nêutrons, tidas como principais fontes desse material, não seriam massivas o suficiente para explicar as características da SMSS J200322.54-114203.3. Os astrônomos, então, calculam que apenas o colapso violento de uma estrela muito antiga, processo amplificado pela rotação rápida e a existência de um forte campo magnético – poderia ser responsável pela formação dos nêutrons adicionais necessários para a composição da SMSS J200322.54-114203.3 .
“A estrela que estamos olhando tem uma proporção de ferro para hidrogênio cerca de 3 mil vezes menor que a do Sol. Isso significa que ela é muito rara: o que chamamos de estrela extremamente pobre em metais”, disse Yong, que trabalha com base na ANU.
“No entanto, o fato de conter quantidades muito maiores de elementos mais pesados do que o esperado para estrelas tão antigas significa que ela é um objeto ainda mais raro – uma verdadeira agulha no palheiro.”
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As primeiras estrelas do universo eram feitas quase inteiramente de hidrogênio e hélio. Ao chegarem no final de suas vidas, elas entraram em colapso e explodiram, transformando-se em estrelas de nêutrons ou buracos negros. Como resultado, elas produziram elementos pesados que foram incorporados em pequenas quantidades à geração seguinte de estrelas. Esta é a mais antiga geração da qual há registros de que ainda existiriam.
Nos últimos anos, informações sobre as mortes de estrelas tornaram-se bastante conhecidas pela comunidade científica. Logo, a quantidade de elementos pesados produzidos por elas é bem calculada. E, para a SMSS J200322.54-114203.3, as contas simplesmente não batem.
“As quantidades extras desses elementos tiveram que vir de algum lugar”, disse o professor Chiaki Kobayashi, da Universidade de Hertfordshire. “Mas agora encontramos uma evidência observacional que indica a existência de um tipo diferente de hipernova. A explosão massiva consegue produzir os elementos estáveis na tabela periódica de uma vez só. O colapso do núcleo de uma estrela massiva de rotação rápida fortemente magnetizada é a única coisa que explica os resultados. ”
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As hipernovas são conhecidas desde o final dos anos 1990. Porém, esta é a primeira vez que uma combinação de rotação rápida e magnetismo forte foi detectada. “É uma morte explosiva para a estrela”, disse Yong. “Calculamos que há 13 bilhões de anos a J200322.54-114203.3 se formou de uma mistura química que continha os restos desse tipo de hipernova. Ninguém jamais encontrou esse fenômeno antes.”
Segundo outro co-autor do artigo, o vencedor do prêmio Nobel Brian Schmidt, “a alta abundância de zinco é um marcador definitivo de uma hipernova, uma supernova muito energética.”
“Esta é uma descoberta extremamente importante que revela um novo caminho para a formação de elementos pesados nos primórdios do universo”, acrescentou a diretora do ASTRO 3D, Lisa Kewley.