Astrônomos registram pela primeira vez uma supernova que “explodiu” duas vezes!

A supernova SNR 0509-67.5, que explodiu há várias centenas de anos, tornou-se a primeira evidência visual de um cenário previamente previsto para a formação de supernovas do tipo LA.

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Por Daria Gubina (Дарья Губина)

Traduzido por Marco Centurion

Remanescente da supernova SNR 0509-67.5. Pela primeira vez, os cientistas encontraram uma supernova que se formou durante uma explosão dupla — um cenário previsto anteriormente para a formação de supernovas tipo LA. (Créditos da imagem: telescópio VLT / © ESO/P. Das et al. Estrelas de fundo (Hubble): K. Noll et al.)

As supernovas do tipo Ia se formam como resultado da explosão de uma anã branca, uma estrela resfriada, que não possui mais uma fonte de energia termonuclear e que brilha apenas devido ao calor residual. Mas como uma estrela “morta” pode explodir? Isso acontece quando atinge uma massa de aproximadamente 1,4 vezes a do Sol (o limite de Chandrasekhar), ocorre uma explosão termonuclear em seu interior.

A anã branca pode alcançar essa massa crítica “engolindo” matéria de uma estrela vizinha em um sistema binário. No entanto, isso limita significativamente os parâmetros dos sistemas em que tal evento pode ocorrer. Além disso, observações e simulações computacionais mostraram que a maioria das supernovas LA, na verdade, se forma a partir de anãs brancas que não atingem o limite de Chandrasekhar.

Por meio de cálculos e simulações, os cientistas demonstraram que o mecanismo de formação de supernovas LA a partir de anãs brancas menos massivas pode ser uma explosão dupla. Nesse cenário, uma anã branca composta de carbono e oxigênio é envolvida por uma fina camada de hélio. Esse hélio pode ser “capturado” de uma estrela companheira, seja uma estrela rica em hélio ou outra anã branca saturada de hélio. Esse processo é muito mais “fácil” do que acumular massa até o limite de Chandrasekhar.

A primeira explosão ocorre na camada composta por hélio devido à compressão gravitacional e ao consequente aquecimento. A onda de choque resultante comprime o núcleo de carbono-oxigênio da anã branca, provocando uma segunda explosão que destrói a estrela, formando uma supernova tipo LA. Simulações computacionais permitiram aos cientistas prever como seria o remanescente de tal evento. Agora, pela primeira vez, eles encontraram uma confirmação visual dessas previsões.

A estrela SNR 0509-67.5 é o remanescente de uma supernova na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite da Via Láctea. A supernova ocorreu há cerca de 300 a 350 anos. Em observações anteriores, os cientistas já haviam sugerido que a anã branca explodiu sem atingir o limite de Chandrasekhar. Por isso, os autores do novo estudo decidiram examinar o objeto com mais atenção, utilizando o telescópio VLT.

Eles descobriram que o remanescente de SNR 0509-67.5 consiste em duas “conchas” de cálcio ionizado, com uma camada adicional de enxofre, exatamente como previsto nas simulações. A forma e os parâmetros dessas estruturas coincidem perfeitamente com o cenário da explosão dupla.

Segundo os cálculos atualizados, SNR 0509 era uma anã branca com uma massa pouco maior que a do Sol (1,028 massas solares). Ela estava envolvida por uma fina camada de hélio — apenas 0,027 massas solares — que formou a “bolha” externa de cálcio. Nos séculos após a explosão, essa bolha se expandiu significativamente e atualmente está a 6,7 anos-luz do centro.

Imagem das “bolhas” de cálcio no remanescente da supernova SNR 0509-67.5. As duas “camadas” são uma evidência clara da explosão dupla. (Créditos da imagem: ESO/P. Das et al.)

A “bolha” interna de cálcio é o resultado da explosão do próprio núcleo da anã branca, com um raio de 5,6 anos-luz. Entre as duas camadas de cálcio, mais próxima da concha externa, há uma camada de enxofre visível. Os pontos brilhantes nas imagens publicadas são estrelas de fundo sem relação com a supernova.

Essa descoberta não significa que todas as supernovas do tipo Ia se formem apenas por esse mecanismo. Além disso, como destacam os autores do estudo, durante a colisão de duas anãs brancas, ambos os objetos podem passar por explosões duplas, ejetando matéria. Hipoteticamente, tal evento também poderia gerar uma dupla “bolha” de cálcio, embora com parâmetros diferentes. Em resumo, pode-se afirmar que algumas explosões duplas de anãs brancas produzem supernovas tipo LA.

O mais importante é que anãs brancas com parâmetros adequados para explosões duplas são comuns o suficiente para explicar a prevalência observada de supernovas tipo LA. O artigo descrevendo o incomum remanescente de supernova SNR 0509 foi publicado na revista Nature Astronomy.

Artigo encontrado no site da agência de divulgação científica russa Naked Science  (originalmente publicado em 02/07/2025)

Link para acesso ao original: https://naked-science.ru/article/astronomy/double-boom-boom