A ideia de que as supernovas de tipo Ia têm origem em sistemas binários em que uma anã branca captura material de uma estrela companheira é quase consensual na comunidade científica, apesar de nunca ter sido observado um sistema progenitor de uma tal supernova. Num tal sistema, o material capturado à estrela circula em torno da anã branca num disco de acreção acabando depositado na sua superfície. A deposição gradual desse material na superfície da anã branca provoca eventualmente um aumento de temperatura no seu interior levando ao início de uma reacção de fusão descontrolada do carbono no seu núcleo. O resultado é uma explosão termonuclear que destrói completamente a anã branca, dispersando grande quantidade de elementos pesados pelo espaço. Podem ver um vídeo que ilustra este cenário aqui.
Para que um tal cenário seja possível, é necessário que as anãs brancas que dão origem às supernovas de tipo Ia tenham todas massas muito próximas de um valor crítico (inferior ao limite de Chandrasekhar). Como a luminosidade da supernova depende essencialmente da quantidade de elementos radioactivos produzidos na explosão (o remanescente da supernova brilha com radiação gama libertada no decaimento radioactivo de isótopos como o Níquel-56 e o Cobalto-56) e esta quantidade depende essencialmente das características da anã branca que origina a supernova, é de esperar que as supernovas deste tipo tenham todas brilhos muito semelhantes. O seu brilho varia tão pouco que são utilizadas como marcadores de distância para a medição da expansão universal. De facto, as supernovas de tipo Ia foram fundamentais na descoberta da energia negra, há cerca de 10 anos.
Entretanto, descobriu-se que existia uma outra forma de iniciar a fusão descontrolada do carbono numa anã branca. De facto, num sistema binário composto por duas anãs brancas próximas, a libertação gradual de radiação gravitacional faz o sistema perder energia e provoca o decaimento das órbitas. Por outras palavras, as anãs brancas orbitam cada vez mais próximo uma da outra até que colidem. Nesta situação, a massa total das anãs brancas excede temporariamente o limite de Chandrasekhar e estas iniciam o colapso gravitacional. Este é travado quase de imediato pelo facto da temperatura atingir um valor crítico que induz, mais uma vez, a fusão descontrolada do carbono e a destruição da estrela. Podem ver um vídeo que ilustra este cenário aqui.
Este cenário, a acontecer na realidade, é perturbador para os astrofísicos que utilizam as anãs brancas como marcadores de distância. De facto, é possível que as propriedades das anãs brancas de um sistema binário sejam bastante diferentes e no entanto possam dar origem a uma supernova. Isto implica que assumpção de que o brilho de todas as supernovas de tipo Ia é quase constante pode não ser verdadeira.
Hoje, os astrofísicos Marat Gilfanov e Akos Bogdan, ambos do Instituto Max Planck para Astrofísica, apresentam um artigo na revista Nature no qual estudaram o núcleo de 5 galáxias com o telescópio de raios-X Chandra. A ideia da experiência realizada é simples. Os sistemas binários que dão origem a supernovas de tipo Ia na primeira configuração aqui descrita emitem quantidades apreciáveis de raios-X mesmo antes da explosão, devido ao material acumulado no disco de acreção em torno da anã branca. Em contra partida, sistemas binários compostos por duas anãs brancas emitem uma quantidade muito menor de raios-X. Ao observar os núcleos destas 5 galáxias, estamos a observar os raios-X emitidos por sistemas antigos que um dia darão origem a supernovas de tipo Ia. Comparando a luminosidade em raios-X observada com a esperada para cada tipo de sistema e usando estatística é possível testar com qual dos cenários são consistentes as observações.
A conclusão, completamente inexperada, é de que aparentemente a grande maioria das supernovas de tipo Ia têm origem em sistemas binários formados por duas anãs brancas, pelo menos em algumas galáxias. O resultado é ainda mais surpreendente pois, de acordo com outros estudos realizados, parece não haver um número suficiente de tais sistemas binários para explicar a totalidade de supernovas de tipo Ia observadas.
Podem ver a notícia original aqui.
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