Os astrônomos usaram um novo tipo de supernova extrema, na qual uma estrela enorme foi despojada “até o osso” para entender melhor o processo de vida e morte estelares.
Quando outras estrelas massivas morrem em Supernova Explosões, astrônomos detectam fortes sinais de elementos leves, como hidrogênio e hélio que existiam na superfície da estrela. No entanto, nesta supernova, designou SN2021YFJ e localizado a 2,2 bilhões de anos-luz da Terra, essa equipe encontrou uma assinatura química diferente. Isso continha vestígios de elementos mais pesados, como silício, enxofre e argônio, que se originam de mais profundamente dentro da estrela progenitora.
Se as estrelas moribundas têm estruturas semelhantes a cebola com elementos mais leves em suas superfícies e elementos mais pesados em direção a seus núcleos de ferro como astrofísicas atualmente teorizando, essa estrela deve ter perdido de alguma forma suas camadas externas, expondo assim o silício interno e as camadas ricas em enxofre antes “foi Nova”. Isso não apenas confirmaria o em camadas Estrutura de estrelas maciçasmas também dá aos cientistas estelares um raro vislumbre do interior de uma estrela antes dela explodir em uma supernova.
“Esta é a primeira vez que vimos uma estrela que foi essencialmente despojada para o osso”, líder da equipe e cientista da Northwestern University Steve Schulze disse em comunicado. “Isso nos mostra como as estrelas estão estruturadas e prova que as estrelas podem perder muito material antes de explodir. Não apenas podem perder as camadas mais externas, mas podem ser completamente despojadas e ainda produzir uma explosão brilhante que podemos observar a partir de distâncias muito distantes”.
SN2021YFJ, primeiro visto em setembro de 2021 pelo Instalação transitória Zwicky (ZTF), sugere que, enquanto nossos modelos de vida estelar e morte E a estrutura das estrelas pode estar correta, eles podem não descrever completamente as sutiscos explosivos da morte de todas as estrelas.
“Esse evento parece literalmente nada como nada que alguém já viu antes”, disse Adam Miller, pesquisador da Northwestern University. “Era quase tão estranho que pensamos que talvez não tenha observado o objeto correto. Essa estrela está nos dizendo que nossas idéias e teorias de como as estrelas evoluem são muito estreitas. Não é que nossos livros estejam incorretos, mas claramente não capturam completamente tudo o que é produzido na natureza.
“Deve haver caminhos mais exóticos para uma estrela massiva acabar com sua vida que não consideramos”.
A pesquisa da equipe foi publicada na quarta -feira (20 de agosto) na revista Natureza.
Uma cebola ardente no espaço
As estrelas progenitoras de supernovas estão entre 10 e 100 vezes mais enormes que o sol, mas ainda geram sua energia através do Fusão nuclear de elementos mais leves para elementos mais pesados em seus núcleos.
Enquanto o sol vai morrer Quando terminar fundindo seu hidrogênio central para hélio Em cerca de 5 bilhões de anos, estrelas mais massivas têm as pressões e temperaturas em seus núcleos para fundir elementos progressivamente mais pesados e pesados até o ferro. À medida que esse processo se desenrola, os elementos mais leves continuam sofrendo queimaduras nucleares nas conchas externas de estrelas maciças.
Quando os núcleos de estrelas maciças são corações de ferro puro, eles entram em colapso e uma supernova é desencadeada, arrancando as camadas externas. O núcleo de ferro em colapso acabou se tornando um Estrela de nêutronsou no caso das estrelas mais massivas, um buraco negro.
Para obter informações sobre supernovas, os astrônomos procuram as assinaturas de elementos químicos usando um processo chamado espectroscopia. A equipe conseguiu obter uma imagem espectroscópica de Sn2021YFJ usando o Observatório WM Keck no Havaí.
“Pensamos que tínhamos perdido completamente a oportunidade de obter essas observações”, disse Miller. “Então, fomos para a cama decepcionados. Mas na manhã seguinte, um colega da UC Berkeley inesperadamente forneceu um espectro. Sem esse espectro, podemos nunca ter percebido que essa era uma explosão estranha e incomum”.
Isso revelou que o SN2021YFJ se destaca de outras supernovas, porque as camadas que foram arrancadas durante seu fim explosivo foram mais profundas do que o visto na morte de outras estrelas massivas. Os astrônomos viram elementos tão pesados quanto carbono ou oxigênio durante outras supernovas devido à perda anterior de estrelas ‘ camadas externas de hidrogênio. No entanto, nenhum elemento mais pesado que isso e, portanto, mais profundo nas estrelas progenitoras, já foi visto antes.
“Vimos uma explosão interessante, mas não tínhamos idéia do que era”, disse Schulze. “Quase instantaneamente, percebemos que era algo que nunca vimos antes, então precisávamos estudá -lo com todos os recursos disponíveis”.
O espectro de SN2021YFJ não continha apenas traços de elementos pesados; era dominado por sinais fortes de elementos pesados como silício, enxofre e argônio. Assim, tornou -se evidente muito cedo nesta investigação que havia algo particularmente extremo e violento no SN2021YFJ.
“Essa estrela perdeu a maior parte do material que produziu ao longo de sua vida”, explicou Schulze. “Então, só podíamos ver o material formado durante os meses antes de sua explosão. Algo muito violento deve ter causado isso”.
O que fez com que essa supernova em particular fosse violenta ainda é um tanto misteriosa, com vários cenários possíveis, incluindo uma enorme erupção pré-supernova, ventos estelares incomumente fortes, ou mesmo um Estrela de companhia removendo o material externo Por essa estrela moribunda antes de sua morte explosiva.
No entanto, a equipe acha que a explicação mais provável são vários episódios dos chamados “pare a instabilidade“Durante o qual a fusão nuclear é reacendida, causando explosões poderosas de energia que sopram as conchas externas da estrela. Isso é semelhante à estrela maciça, se separando efetivamente antes de sua morte de sobrenova. A emissão brilhante que permitia que o slamming de slamming se fosse manchado.
“Embora tenhamos uma teoria de como a natureza criou essa explosão em particular”, concluiu Miller. “Eu não apostaria minha vida que está correta, porque ainda temos apenas um exemplo descoberto.
“Essa estrela realmente ressalta a necessidade de descobrir mais dessas supernovas raras para entender melhor sua natureza e como elas se formam”.
