Supernova rara desafia teorias antigas e revela segredos de estrela gigante moribunda

Revelando o núcleo oculto com silício e enxofre

A supernova SN2021yfj revelou o núcleo despojado de uma estrela massiva, explodindo com quantidades incomuns de silício e enxofre. Ao contrário das supernovas típicas, o evento revelou uma assinatura química única, diferente de tudo o que já foi observado.

Uma colaboração internacional liderada por astrofísicos da Universidade Northwestern (EUA) identificou isso como um tipo completamente novo de supernova, contendo níveis excepcionalmente altos de silício, enxofre e argônio.

Normalmente, quando estrelas massivas colapsam, os cientistas encontram traços de hidrogênio e hélio. No entanto, a SN2021yfj revela elementos mais pesados que se pensava estarem bem no interior, desafiando a antiga teoria da estrutura "cebola" das estrelas massivas.

SN 2021yfj là một loại siêu tân tinh mới, thách thức hiểu biết của chúng ta về quá trình tiến hóa của sao. Ngôi sao tiền thân của nó đã mất lớp vỏ ngoài từ rất lâu trước khi siêu tân tinh xảy ra và chỉ còn lại lõi oxy/silicon — không giống bất kỳ ngôi sao nào đã biết trong Dải Ngân Hà. Nguồn: Đài quan sát WM Keck/Adam Makarenko

SN 2021yfj é um novo tipo de supernova que desafia nossa compreensão da evolução estelar. Sua estrela progenitora perdeu suas camadas externas muito antes da supernova, deixando para trás apenas um núcleo de oxigênio/silício – diferente de qualquer estrela conhecida na Via Láctea. Crédito: Observatório WM Keck/Adam Makarenko

Explosão brilhante a 2,2 bilhões de anos-luz da Terra

Segundo os pesquisadores, a estrela progenitora SN2021yfj passou por dois períodos de extrema instabilidade, desprendendo-se de camadas ricas em silício, enxofre e argônio. A colisão violenta dessas camadas criou uma supernova brilhante, ainda visível a uma distância de 2,2 bilhões de anos-luz.

O que é especial é que SN2021yfj é classificado em uma classe completamente nova – Tipo Ien, e é possível que a estrela em si não tenha sido completamente destruída.

Observações indicam que a estrela se desprendeu de suas camadas externas de hidrogênio, hélio e carbono, expondo regiões ricas em silício e enxofre antes de explodir. Esta é a primeira vez que cientistas observam diretamente a camada interna há muito prevista. Os resultados do estudo foram publicados na revista Nature em 20 de agosto.

"Esta é a primeira vez que vemos uma estrela reduzida ao seu núcleo. Isso demonstra que as estrelas não perdem apenas suas camadas externas, mas podem perder quase todas as suas camadas externas antes de explodirem brilhantemente", disse o pesquisador Steve Schulze, da Universidade Northwestern.

Desafiando velhas teorias

“Este evento é diferente de tudo que já vimos”, disse o coautor do estudo, Adam Miller. “Ele mostra que nossas teorias atuais sobre a evolução estelar ainda são muito limitadas. Não que os livros didáticos estejam errados, mas são claramente incompletos. Pode haver caminhos exóticos que não consideramos.”

A supernova SN2021yfj foi descoberta por Schulze e seus colegas em setembro de 2021, usando dados do Zwicky Transient Facility (ZTF), na Califórnia. A equipe então coletou espectros usando telescópios no Observatório W.M. Keck, no Havaí, o que ajudou a decifrar os elementos presentes na explosão.

Em vez de traços familiares como hélio, carbono ou oxigênio, o espectro do SN2021yfj é dominado por fortes sinais de silício, enxofre e argônio — elementos que só se formam nas profundezas do núcleo de estrelas gigantes.

Os pesquisadores acreditam que a explosão pode ter sido causada pela própria estrela se desintegrando durante um período de extrema instabilidade. Isso resultou na ejeção contínua de conchas, que colidiram e criaram a radiação brilhante observada.

“Temos apenas um exemplo, SN2021yfj, que é um lembrete de que o universo está cheio de fenômenos estranhos que devemos continuar a procurar e estudar”, disse o cientista Adam Miller.

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