3977: A abundância de metais raros aponta para uma estrela companheira desaparecida da super-nova Cassiopeia A

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

O remanescente de super-nova Cassiopeia A, fotografado pelo Observatório de raios-X Chandra da NASA. Cálculos por cientistas do instituto RIKEN, com base em dados do Chandra, indicam que a estrela progenitora tinha uma companheira, que ainda não foi observada.
Crédito: NASA/CXC/SAO

Uma análise espectroscópica por astrofísicos do instituto RIKEN (Japão) sugere que a estrela massiva que explodiu para formar a super-nova conhecida como Cassiopeia A provavelmente tinha uma estrela companheira que ainda não foi descoberta. Isto dará um novo impulso aos esforços para localizar a companheira.

As super-novas estão entre os eventos mais violentos do Universo. Ocorrem quando uma estrela massiva esgota o seu reservatório de combustível e o seu núcleo colapsa sob a enorme atracção gravitacional da estrela.

Embora tenham sido apresentadas teorias que expliquem os processos envolvidos, ainda precisam de ser corroboradas por observações. “Os mecanismos de explosão de estrelas massivas são um problema de longa data na astrofísica,” observa Toshiki Sato, do Laboratório de Astrofísica de Alta Energia do RIKEN. “Temos cenários teóricos, mas gostaríamos de confirmá-los com observações.”

Um importante parâmetro no estudo da evolução das estrelas é a proporção de elementos mais pesados para o elemento mais leve, hidrogénio – uma proporção conhecida como metalicidade. Pouco depois do Big Bang, havia apenas três elementos: hidrogénio, hélio e lítio. Mas a cada geração sucessiva de estrelas, os elementos mais pesados tornaram-se mais abundantes.

A metalicidade inicial de uma estrela é um factor importante na determinação do seu destino. “A metalicidade inicial afecta a maneira como uma estrela morre,” diz Sato. “Portanto, é muito importante investigar a metalicidade inicial para entender como uma estrela explodiu.”

Agora, Sato e seus colegas determinaram pela primeira vez a metalicidade inicial de Cassiopeia A. Fizeram-no combinando dados de 13 observações da super-nova pelo Observatório de raios-X Chandra da NASA ao longo dos últimos 18 anos para encontrar a proporção do elemento manganês em relação ao cromo no momento da explosão. A partir deste rácio, estimaram que a metalicidade inicial de Cassiopeia A era menor do que a do Sol.

Cassiopeia A é conhecida por ser uma super-nova de invólucro despojado porque a sua camada externa de hidrogénio foi arrancada. Mas a baixa metalicidade inicial implica que o vento estelar teria sido demasiado fraco para remover a camada de hidrogénio. A única explicação que resta é que foi removida por uma estrela companheira – uma descoberta surpreendente, já que até ao momento não foi encontrada nenhum indício de uma estrela companheira.

“A razão pela qual nunca foi observada pode ser porque é um objecto compacto e fraco, como um buraco negro, uma estrela de neutrões ou uma anã branca,” diz Sato. “Este achado, portanto, fornece uma nova direcção para a compreensão da origem de Cassiopeia A. Esperamos que isto leve a um avanço significativo na compreensão do mecanismo das explosões de super-nova.”

Astronomia On-line
10 de Julho de 2020

 

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