Como as supernovas se formam?
Durante a sua vida na sequência principal, a estrela permanece em
E esses dois processos se regulam.Se a gravidade vencer, a estrela começa a encolher, mas por causa disso, a pressão, a densidade e, portanto, a temperatura no centro aumentam, e mais energia começa a ser liberada e a gravidade é novamente equilibrada.
Isso também funciona na direção oposta, se mais fortehá pressão vindo do centro, a estrela se expande, a pressão diminui e então a energia é gerada no centro e o equilíbrio é restaurado novamente. Por meio desse mecanismo, as estrelas estão em equilíbrio ao longo de sua vida na sequência principal.
Quando nosso sol chega ao fim,e em seu núcleo começará a escoar o hidrogênio, a partir do qual se sintetiza o hélio, quando a temperatura necessária para a combustão do hélio atingir 100 milhões de graus no núcleo, o carbono começará a ser sintetizado. Mas nosso Sol não tem massa suficiente para desencadear o próximo ciclo de fusão e, finalmente, sobraram uma nebulosa planetária e uma anã branca.
Remanescente de supernova Kepler
No entanto, as estrelas são mais massivas que nosso Sol, tendo passadoos mesmos estágios, devido à maior gravidade, não param no carbono, mas continuam a sintetizar elementos cada vez mais pesados, como néon, oxigênio, silício. E cada fase seguinte é muito mais curta do que a anterior.
Se o hidrogênio for queimado, uma estrela massiva podemilhões de anos, a fase do silício pode durar apenas semanas. Durante todas essas fases, ele ainda mantém o equilíbrio e resiste à gravidade devido à energia liberada. Mas apenas enquanto as reações termonucleares não atingirem o ferro.
O ferro já é absorvido durante a sínteseenergia, o equilíbrio é violado, a gravidade vence e o núcleo colapsa em um segundo. Nesse caso, uma grande quantidade de energia é liberada e ocorre uma explosão de supernova. Como resultado, dependendo da massa inicial da estrela, resta uma estrela de nêutrons ou um buraco negro. Esta é uma descrição simplificada de apenas um dos mecanismos de colapso nuclear.
O que são estrelas zumbis?
A estrela zumbi é uma supernova hipotéticaTipo Iax, ou tipo Iax, que após explodir deixa para trás uma estrela remanescente em vez de dissipar completamente a massa estelar. As supernovas do Tipo Iax são semelhantes às supernovas do Tipo Ia, mas têm uma velocidade de ejeção mais lenta e não brilham tão intensamente.
- O que aconteceu com eles?
Supernovas do tipo Ia explodem em sistemas binários,que consistem em pelo menos uma anã branca – uma estrela minúscula e superdensa que parou de sofrer fusão nuclear. As anãs brancas estão “mortas”, mas nesta forma não podem permanecer num sistema binário.
Eles podem retornar à vida, embora por um curto período de tempo, em uma explosão gigante junto com uma supernova, sugando a vida de sua estrela companheira ou fundindo-se com ela.
Na maioria dos casos, as supernovas são, na verdade,representam a fase final da vida de uma estrela, quando literalmente explodem e são completamente destruídas. No entanto, os cientistas da NASA acreditam que as supernovas podem deixar para trás parte de uma estrela anã moribunda.
- Primeiro tipo de explosão
Uma estrela da sequência principal permanece estável porque a gravidade é neutralizada pela pressão do gás e pela radiação produzida por reações termonucleares no núcleo.
Mas como as anãs brancas não têm isso, aquioutro mecanismo já está operando, oposto à gravitação da estrela e esta é a pressão do gás degenerado do elétron. Mas agora não vamos analisar esse processo associado aos efeitos quânticos.
E esse mecanismo também tem um limite, um limite de massa, após o qual uma anã branca não pode existir de forma estável. Este é o limite de Chandrasekhar, estimado em cerca de 1,4 massas solares.
Uma anã branca pode explodir como uma nova, não uma supernova, mas uma nova. Ganhando massa da estrela companheira, uma camada composta principalmente de hidrogênio se forma na superfície.
Se a massa do objeto não se aproxima do limiteChandrasekhar em algum ponto desta camada, as reações termonucleares são lançadas. Eles começam a acontecer muito rapidamente, como uma explosão. Uma grande quantidade de energia é liberada e a camada externa acumulada é descartada, e a anã branca permanece, então uma nova surge.
E este nome apareceu porque paraobservador na Terra, uma estrela muito brilhante aparece no céu e pode ser o terceiro objeto mais brilhante depois do Sol e da Lua. Em um lugar onde uma estrela não era visível antes, uma nova nasceu e então o brilho diminui rapidamente. E um processo semelhante com uma anã branca pode ser repetido muitas vezes.
Se, pelo contrário, uma anã branca, ganhando massa,superando o limite de Chandrasekhar, a pressão do gás de elétron degenerado não pode mais suportar a gravidade. Sob sua influência, a anã branca entra em colapso e se torna um objeto ainda mais denso e compacto, uma estrela de nêutrons.
Remanescente de supernova RCW 103 com estrela de nêutrons 1E 161348-5055 no centro
- Segundo tipo de explosão
Outra opção é apenas uma explosão de supernovatipo 1a. Os cientistas ainda estão debatendo os detalhes desse processo, mas em termos gerais é assim. Quando, à medida que a anã branca acumula massa, ela se aproxima do limite de Chandrasekhar, a temperatura na anã branca aumenta tanto que são desencadeadas reações termonucleares de combustão de carbono.
Estas reações são muito rápidas e explosivas,ocorre uma explosão de supernova. As supernovas do tipo Ia são muito importantes e são ativamente estudadas também porque podem ser usadas para medir distâncias no espaço como as chamadas velas padrão.
Afinal, um objeto sempre explode com aproximadamente a mesma massa, e você pode calcular a energia da explosão e, grosso modo, o brilho do objeto.
- Quando você descobriu sobre eles?
Pela primeira vez sobre a possibilidade de aparecimento de estrelas zumbisOs astrônomos começaram a conversar quando observaram uma estrela azul fraca alimentando sua energia com uma estrela companheira maior. Este processo resultou em uma supernova relativamente pequena, classificada como Tipo Iax.
Não é muito brilhante e não exala tanta massa estelar quanto as supernovas da classe Iax. No momento, este é o único processo conhecido que leva à explosão das anãs brancas.
Normalmente estrelas que explodem no finalseu ciclo de vida é massivo e tem ciclos transitórios relativamente curtos. As anãs brancas, por sua vez, são mais frias, vivem mais e geralmente não explodem. Em vez disso, eles espalham sua massa, criando uma nebulosa planetária.
- Quantos foram encontrados?
Especialistas da NASA dizem que já descobriramcerca de 30 supernovas da subclasse Tipo Iax, deixando para trás as anãs brancas sobreviventes. No entanto, mais pesquisas e observações são necessárias para confirmar sua existência.
Representantes Zombie Star
- iPTF14hls
Em 2017, astrônomos anunciaram a existência de uma supernova iPTF14hls, que explodiu várias vezes em um período de mais de 50 anos. Isso refuta completamente o conhecimento existente sobre o fim da vida de uma estrela.
Uma supernova comum atinge o seu máximobrilho e desaparece em cerca de 100 dias. A Supernova iPTF14hls aumentou e diminuiu de intensidade pelo menos cinco vezes ao longo de dois anos. Os astrônomos examinaram dados arquivados e ficaram surpresos ao encontrar evidências de que ele explodiu em 1954 no mesmo local do céu.
Aparentemente, o iPTF14hls de alguma forma sobreviveu à explosão anterior e explodiu novamente em 2014.
Procurando uma resposta para este estranho fenômenoos astrônomos teorizaram que a estrela massiva ficou tão quente em seu núcleo que a energia foi transformada em matéria e antimatéria. Isso levou a uma explosão que destruiu as camadas externas da estrela e deixou o núcleo intacto. Esse processo foi repetido décadas depois e poderia ser repetido muitas vezes antes do grande estrondo final.
- LP 40-365
Composição química mista e rotação rápidaa anã branca LP 40-365 indica que esta estrela teve um parceiro no passado, e a alta velocidade de movimento e direção da trajetória correspondem ao impacto recebido por esta estrela em uma explosão do tipo Iax, que ocorreu no período de 5 a 50 milhões de anos atrás, a uma distância de várias dezenas de milhares de anos-luz da Terra.
Porque as explosões de supernovas só duramvários segundos e os cientistas não conseguem prever exatamente onde a explosão irá ocorrer, a única maneira de estudar estes eventos é estudar as suas consequências.
Outras observações da anã branca LP 40-365permitirá aos cientistas estabelecer com mais precisão as causas das explosões do tipo Iax e, possivelmente, das explosões do tipo Ia, o que será de grande importância para a nossa compreensão da expansão do Universo e de outros fenômenos de escala galáctica e universal.
- J1603−6613, J1825−3757 e J0905+2510
Suas atmosferas, de acordo com os cientistas, são compostas principalmente de neon, oxigênio e magnésio; isso é incomum, mas se encaixa com o que esperaríamos de estrelas de supernova.
No momento, os cientistas ainda não sabem muito sobreessas estrelas, em particular, não sabem quantos anos têm. No futuro, os especialistas esperam encontrar objetos ainda mais semelhantes, a fim de aprender o máximo possível sobre a nova classe de estrelas proposta.
O que sabemos sobre a nova estrela zumbi?
O Telescópio Espacial de Raios-X Chandra observou a supernova Sgr A East, que está localizada nas proximidades do centro da Via Láctea.
O telescópio monitorou a supernova VComprimentos de onda de raios X superiores a 35 dias. Este objeto está localizado muito próximo do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea e provavelmente se estende além do disco de acreção do buraco negro.
Já conhecíamos supernovas do tipo Iax emoutras galáxias, mas nenhuma na Via Láctea. Estes remanescentes de supernova aparecem em muitas imagens do buraco negro supermassivo central da nossa galáxia, obtidas nas últimas décadas. Agora finalmente descobrimos o que é esse objeto e como ele surgiu.”
Entrevista com os autores do estudo
A julgar pelas observações de galáxias distantes, supernovasIax são aproximadamente três vezes menos comuns que Ia. Existem três supernovas Ia conhecidas na Via Láctea (e mais algumas candidatas), então a presença de uma Iax parece bastante confiável.
Se as novas observações forem confirmadas, então Sgr A Lesteserá a supernova deste tipo raro mais próxima de nós, e em algum lugar deverá haver a estrela zumbi mais próxima deixada para trás pela explosão.
Supernovas do tipo Iax ocorrem em outras galáxiascerca de três vezes mais rápido que as supernovas do Tipo Ia. Houve três remanescentes confirmados de supernovas do Tipo Ia na Via Láctea e dois objetos suspeitos com menos de 2.000 anos de idade.
Se Sgr A East tem menos de 2.000 anos e é uma supernova Iax, uma nova pesquisa sugere que a Via Láctea corresponde à quantidade relativa de Iax vista em outras galáxias.
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