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Astrônomos descobrem micronovas, um novo tipo de explosão estelar

Explosões estelares que ocorrem em estrelas anãs brancas também são poderosas, mas menores em escala que as novas, e duram apenas algumas horas

Concepção artística de um sistema de duas estrelas onde podem ocorrer micronovas. O disco azul girando em torno da anã branca brilhante no centro da imagem é composto de material, sobretudo hidrogênio, roubado de sua estrela companheira (amarela). Em direção ao centro do disco, a anã branca usa seus fortes campos magnéticos para canalizar o hidrogênio em direção aos seus polos. À medida que o material cai na superfície quente da estrela, desencadeia uma explosão de micronova, contida pelos campos magnéticos em um dos polos da anã branca. Crédito: ESO/M. Kornmesser, L. Calçada

eduardo

26/04/2022 - 7:14

Com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), uma equipe de astrônomos observou um novo tipo de explosão estelar – uma micronova. Essas explosões acontecem na superfície de certas estrelas e podem queimar cerca de 3,5 bilhões de Grandes Pirâmides de Gizé de material estelar em apenas algumas horas.

“Descobrimos e identificamos pela primeira vez o que estamos chamando de micronova”, explicou Simone Scaringi, astrônomo na Universidade de Durham, Reino Unido, que liderou o estudo sobre estas explosões publicado na revista Nature. “O fenômeno desafia o nosso entendimento de como é que as explosões termonucleares ocorrem nas estrelas. Pensávamos que já sabíamos isso, mas essa descoberta nos propõe um modo completamente novo disto acontecer”, acrescenta.

As micronovas são eventos extremamente poderosos, mas são pequenas em escalas astronômicas; são muito menos energéticas que as explosões estelares conhecidas como novas, as quais os astrônomos conhecem desde há séculos. Ambos os tipos de explosões ocorrem em anãs brancas, estrelas “mortas” com uma massa comparável à do nosso Sol, mas tão pequenas como a Terra em termos de tamanho, o que significa que são objetos muito densos.

Fusão localizada

Uma anã branca em um sistema de duas estrelas pode “roubar” material, principalmente hidrogênio, de sua estrela companheira se estiverem próximas o suficiente. À medida que esse gás vai caindo na superfície muito quente da estrela anã branca, os átomos de hidrogênio vão se fundindo em hélio de forma bastante explosiva. Nas novas, essas explosões termonucleares ocorrem em toda a superfície estelar. “Tais detonações fazem com que toda a superfície da anã branca arda e brilhe intensamente durante várias semanas”, explicou a coautora do estudo, Nathalie Degenaar, astrônoma na Universidade de Amsterdã, Holanda.

As micronovas são explosões semelhantes, mas menores em escala e mais rápidas, durando apenas algumas horas. Ocorrem em algumas anãs brancas com campos magnéticos fortes, onde o material é encaminhado em direção aos polos magnéticos da estrela. “Vimos pela primeira vez que a fusão do hidrogênio também se pode dar de maneira localizada. O hidrogênio fica contido na base dos polos magnéticos de algumas anãs brancas, de tal maneira que a fusão ocorre apenas nesses polos magnéticos”, disse Paul Groot, coautor do estudo e astrônomo na Universidade de Radbound, Holanda.

“Isso leva a que bombas de microfusão explodam, com cerca de um milionésimo da força de uma explosão de nova; daí o nome de micronova”, continuou Groot. Embora “micro” possa implicar que esses eventos sejam pequenos, não se engane: apenas uma dessas explosões pode queimar cerca de 20.000.000 trilhões de kg, ou cerca de 3,5 bilhões de Grandes Pirâmides de Gizé, de material. (O peso da Grande Pirâmide de Gizé ou de Quéops, no Egito,  é de cerca de 5,9 bilhões de quilos, o que significa que 3,5 bilhões dessas pirâmides correspondem aproximadamente a 20 quintilhões de quilos de matéria!)

Essas micronovas desafiam a compreensão dos astrônomos no que concerne a explosões estelares, podendo ser mais abundantes do que o que se pensava anteriormente. “Isso só mostra quão dinâmico é o universo. Esses eventos podem ser bastante comuns, mas, por serem tão rápidos, são difíceis de ser capturados em ação”, explicou Scaringi.

Três ocorrências

A equipe se deparou com essas misteriosas microexplosões ao analisar dados do satélite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da Nasa. ”Olhando através de dados astronômicos coletados pelo TESS da Nasa, descobrimos algo incomum: um clarão brilhante de luz visível com duração de algumas horas. Pesquisando mais, encontramos vários sinais semelhantes”, disse Degenaar.

A equipe observou três micronovas com o TESS: duas em anãs brancas conhecidas e uma terceira que necessitou de mais observações, coletadas com o instrumento X-shooter montado no Very Large Telescope (VLT) do ESO, para se confirmar que se tratava também de uma anã branca.

“Com a ajuda do VLT, descobrimos que todos esses clarões de luz visível eram produzidos por anãs brancas”, disse Degenaar. “Esta observação foi crucial para interpretarmos os nossos resultados e para a descoberta das micronovas”, acrescentou Scaringi.

A descoberta de micronovas aumenta o repertório de explosões estelares conhecidas. A equipe quer agora capturar mais desses eventos elusivos, o que requer rastreios de larga escala e medições rápidas de acompanhamento. “Uma resposta rápida de telescópios como o VLT ou o New Technology Telescope do ESO e o conjunto de instrumentos disponíveis nos permitirão desvendar com mais detalhes o que são essas misteriosas micronovas”, concluiu Scaringi.