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Estas estrelas massivas talvez estejam explodindo em novo tipo de supernova

Canaltech

Ao que parece, uma parte das “estrelas Wolf-Rayet”, extremamente massivas, pode encerrar suas vidas explodindo em supernovas. Até então, pensava-se que elas tinham um fim “silencioso”, colapsando em buracos negros após expelir suas camadas externas. A descoberta foi feita por uma equipe de pesquisadores, que analisou o espectro da supernova SN 2019hgp, detectada pelo levantamento Zwicky Transient Facility (ZTF).

Durante as análises, a equipe descobriu que o espectro da supernova tinha algumas emissões brilhantes, que indicavam a presença de elementos como carbono e oxigênio, mas não de hidrogênio ou hélio. Ao se debruçar sobre os dados, os autores descobriram que as linhas de emissão não vieram dos elementos da supernova, mas sim de uma nebulosa se expandindo para longe da estrela, com velocidade de 1.500 km/s.

Representação de grandes estrelas, onde os diferentes elementos ficam dispostos em camadas antes da explosão (Imagem: Reprodução/Itai Raveh)

Isso significa que, antes da supernova acontecer, a estrela estava cercada por uma nebulosa rica em carbono e nitrogênio, sem a presença de elementos mais leves. Assim, a expansão da nebulosa deve ter sido causada por ventos estelares fortes, o que combina com a estrutura já conhecida das estrelas Wolf-Rayet. Portanto, é possível que a SN 2019hgp seja o primeiro exemplo de uma "supernova Wolf-Rayet". Desde então, supernovas parecidas já foram detectadas.

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Um novo tipo de supernova?

As estrelas Wolf-Rayet são consideradas algumas das mais massivas que conhecemos. Elas vivem pouco em comparação com outras estrelas, e quando chegam ao fim de suas vidas, empurram suas camadas externas através de um forte vento estelar que produz uma nebulosa rica em hélio ionizado, carbono, nitrogênio, mas com pouquíssimo hidrogênio.

Espectro da supernova SN 2019hgp (Imagem: Reprodução/Itai Raveh)

Mesmo após expelir as camadas externas, a estrela central que “sobra” ainda é muito mais massiva que o Sol. Portanto, o esperado seria que ela consumisse todo o combustível da fusão nuclear até explodir em uma supernova. No entanto, no caso das estrelas de Wolf-Rayet, há uma diferença: o espectro dos elementos das supernovas pode ser observado, mas ainda não foi possível observar algum que corresponda àquele da estrela de Wolf-Rayet. Por isso, os astrônomos começaram a questionar se seria possível que elas tivessem uma morte silenciosa.

Nesse caso, depois de expelir as camadas, o núcleo que sobrou iria colapsar diretamente em um buraco negro. Como a SN 2019hgp foi identificada através do espectro de uma nebulosa por perto, ainda não se sabe ao certo se a explosão foi, de fato, uma supernova comum ou se havia algo mais, talvez acontecendo na camada superior da estrela que explodiu, enquanto o núcleo colapsava em um buraco negro.

O artigo com os resultados do estudo foi publicado no repositório online arXiv, sem revisão de pares.

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