Astrônomos usando o Telescópio SMARTS de 1,5 metros no Observatório Interamericano Cerro Tololo no Chile, um programa do NOIRLab da NSF, descobriram o primeiro exemplo de um tipo fenomenalmente raro de sistema estelar binário, que tem todas as condições certas para eventualmente desencadear um kilonova – a explosão ultra-poderosa de produção de ouro criada pela colisão de estrelas de nêutrons. Tal arranjo é tão raro que apenas cerca de 10 desses sistemas são pensados para existir em toda a Via Láctea. As descobertas foram publicadas hoje na revista Natureza.
Este sistema incomum, conhecido como CPD-29 2176, está localizado a cerca de 11.400 anos-luz da Terra. Foi identificado pela primeira vez pelo Observatório Neil Gehrels Swift da NASA. Observações posteriores com o Telescópio SMARTS de 1,5 metros permitiram aos astrônomos deduzir as características orbitais e os tipos de estrelas que compõem este sistema – uma estrela de nêutrons criada por uma supernova ultradespojada e uma estrela massiva em órbita próxima que está em processo de transformação. uma supernova ultra-despojada em si.
Uma supernova ultradespojada é a explosão de fim de vida de uma estrela massiva que teve grande parte de sua atmosfera externa arrancada por uma estrela companheira. Esta classe de supernova carece da força explosiva de uma supernova tradicional, que de outra forma “chutaria” uma estrela companheira próxima para fora do sistema.
“A atual estrela de nêutrons teria que se formar sem ejetar sua companheira do sistema. Uma supernova ultradespojada é a melhor explicação para o porquê dessas estrelas companheiras estarem em uma órbita tão apertada”, disse Noel D. Richardson da Embry-Riddle Aeronautical University. e principal autor do artigo. “Para um dia criar uma kilonova, a outra estrela também precisaria explodir como uma supernova ultradespojada, para que as duas estrelas de nêutrons pudessem eventualmente colidir e se fundir”.
Além de representar a descoberta de uma estranheza cósmica incrivelmente rara, encontrar e estudar sistemas progenitores de quilonovas como esse pode ajudar os astrônomos a desvendar o mistério de como as quilonovas se formam, lançando luz sobre a origem dos elementos mais pesados do Universo.
“Por algum tempo, os astrônomos especularam sobre as condições exatas que poderiam eventualmente levar a uma quilonova”, disse o astrônomo do NOIRLab e co-autor André-Nicolas Chené. “Esses novos resultados demonstram que, pelo menos em alguns casos, duas estrelas de nêutrons irmãs podem se fundir quando uma delas foi criada sem uma explosão clássica de supernova”.
Produzir um sistema tão incomum, no entanto, é um processo longo e improvável. “Sabemos que a Via Láctea contém pelo menos 100 bilhões de estrelas e provavelmente centenas de bilhões a mais. Este incrível sistema binário é essencialmente um sistema de um em dez bilhões”, disse Chené. “Antes de nosso estudo, a estimativa era de que apenas um ou dois desses sistemas deveriam existir em uma galáxia espiral como a Via Láctea.”
Embora este sistema tenha todo o material necessário para eventualmente formar uma kilonova, caberá aos futuros astrônomos estudar esse evento. Levará pelo menos um milhão de anos para a estrela massiva terminar sua vida como uma explosão titânica de supernova e deixar para trás uma segunda estrela de nêutrons. Este novo remanescente estelar e a estrela de nêutrons pré-existente precisarão se unir gradualmente em um balé cósmico, perdendo lentamente sua energia orbital como radiação gravitacional.
Quando eles eventualmente se fundirem, a explosão de quilonova resultante produzirá ondas gravitacionais muito mais poderosas e deixará para trás uma grande quantidade de elementos pesados, incluindo prata e ouro.
“Este sistema revela que algumas estrelas de nêutrons são formadas apenas com um pequeno chute de supernova”, concluiu Richardson. “Ao entendermos a crescente população de sistemas como o CPD-29 2176, obteremos informações sobre o quão calmas podem ser algumas mortes estelares e se essas estrelas podem morrer sem as supernovas tradicionais.”
Com informações de Science Daily.