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Esta supernova impostora confundiu os astrónomos durante 15 anos – até encontrarem um buraco negro escondido alimentando-se de uma estrela instável
Um impostor cósmico que fingiu ser uma supernova 27 vezes e contando é na verdade uma estrela quente, luminosa e decididamente instável que está sendo alimentada por um buraco negro vampírico ou estrela de nêutrons, descobriu o Observatório de Raios-X Chandra da NASA.
Quando um estrela massiva chega ao fim da estrada e fica sem combustível nuclear para alimentar reações de fusão em seu núcleo, a estrela é destruída em um supernova explosão. Foi isso que os astrónomos pensaram ter descoberto em 11 de Janeiro de 2012, quando observaram o que parecia ser uma supernova na periferia da espiral. galáxia NGC 4559, que tem cerca de 25 milhões anos-luz distante na constelação Coma Berenices.
No entanto, quando a luz da “supernova” desapareceu, a estrela ainda estava lá, apenas para continuar a explodir em luz a cada 113 dias.
“Durante 15 anos, os astrônomos observaram esta estrela ficar realmente brilhante e depois escurecer novamente regularmente”, disse Mojgan Aghakhanloo, da Universidade da Virgínia, em Charlottesville, em um comunicado. declaração.
Vários outros impostores de supernovas foram observados nas últimas duas décadas. Até agora, ninguém sabia o que fazia com que essas estrelas gritassem repetidamente como lobo. Graças a Chandravisão de raios X, Aghakhanloo liderou uma equipe de astrônomos que pensam ter descoberto uma explicação.
Como um vampiro cósmico se escondeu como uma supernova?
A supernova impostora chama-se AT 2016blu e é um tipo de estrela que chamamos de ‘variável azul luminosa’, ou LBV. Estas são as estrelas mais massivas e luminosas do Universo e as suas características extremas fazem com que sejam altamente instáveis, sofrendo crises intermitentes de perda de massa à medida que ejectam material das suas camadas exteriores para o espaço circundante.
No entanto, fingir uma supernova não faz parte do seu comportamento típico, pelo que era necessária uma nova forma de olhar para o AT 2016blu.
“Para compreender a causa destas erupções, percebemos que precisávamos de dados de raios X que fossem cronometrados para que pudéssemos observar a estrela quando ela estava em explosão”, disse Núria Torres-Albà, membro da equipa, também da Universidade da Virgínia, em Charlottesville.
A equipe de Aghakhanloo teve a oportunidade de comandar Chandra para atacar uma explosão de AT 2016blu na primeira oportunidade. Essa oportunidade surgiu em março de 2026.
Chandra já havia olhado anteriormente e coincidentemente na direção da NGC 4559 em 2001 e 2002 e não notou nada de incomum naquela época. Desta vez, no entanto, capturou uma poderosa explosão de raios X, coincidindo com mais uma falsa explosão de supernova.
A detecção de raios X permitiu à equipe de Aghakhanloo montar uma imagem do que está acontecendo.
“Até que conseguíssemos obter os dados do Chandra no momento certo, não poderíamos descobrir o que estava fazendo isso acontecer”, disse ele.
As observações de raios X do Chandra indicam que AT 2016blu tem uma companheira invisível, um objeto compacto e de alta gravidade que é ou um estrela de nêutrons ou uma massa estelar buraco negro em uma órbita elíptica de 113 dias em torno da variável azul luminosa.
Estrelas de nêutrons e buracos negros de massa estelar são os núcleos remanescentes de estrelas massivas que se transformaram em supernovas de verdade, o que significa que em certa época AT 2016blu era um sistema estelar binário.
Estrela azul é vítima de um vampiro cósmico
Cada vez que o objeto compacto atinge o ponto da sua órbita mais próximo da variável azul luminosa, a sua poderosa gravidade é capaz de extrair material da estrela instável. Isso desencadeia uma cadeia de eventos que resulta em explosões brilhantes.
À medida que a matéria estelar roubada é arrastada para longe da estrela ferida e em direção ao objeto compacto, ela forma um disco de acreção girando em torno da estrela de nêutrons ou buraco negro tão rápido e crescendo tão quente que emite raios-X. Estas são as radiografias que Chandra viu.
Os raios X são imensos, energizando a nuvem circundante de material que havia sido ejetado pela variável azul luminosa anos antes. A nuvem é aquecida e brilha extremamente intensamente na luz visível, criando a impressão de uma supernova.
“Suspeitamos que os flashes brilhantes e repetidos em comprimentos de onda ópticos poderiam, na verdade, ser alimentados por explosões periódicas de raios X de alta energia”, disse o membro da equipe Nathan Smith, da Universidade do Arizona, em Tucson. “O gás denso que rodeia o sistema é aquecido pelos raios X e depois brilha no óptico.”
Os cálculos sugerem que, a cada ano, pelo menos 440 bilhões de trilhões de libras de material são roubados pelo objeto compacto, e possivelmente duas ordens de magnitude a mais do que isso. Esta é uma quantia enorme, mas representa apenas 800 milionésimos do massa do sole a variável azul luminosa do AT 2016blu é pelo menos 33 vezes a massa do sol.
No entanto, é muito maior do que a taxa máxima de material que uma estrela de nêutrons pode agregar com segurança, conhecida como Limite de Eddington. Não é de admirar que a acreção no objeto compacto libere energias tão extremas.
AT 2016blu também está conectado com outro fenômeno astrofísico misterioso e raro, o das fontes de raios X ultraluminosas (ULX). A identidade do que alimenta as ULXs permanece obscura, mas o envolvimento de objetos compactos, como buracos negros e estrelas de nêutrons, está no topo da lista.
AT 2016blu é brilhante o suficiente para ser considerado um ULX, então poderia atuar como uma pedra de Roseta conectando impostores de supernovas com ULXs? É muito cedo para dizer isso; até agora, apenas um outro impostor de supernova apresentou emissão de raios X típica de material roubado de uma estrela e acrentado em um corpo compacto, e esse impostor é SN 2010da, mas nesse caso sabe-se que a companheira é outra estrela massiva, uma supergigante vermelha, em vez de um objeto compacto.
A detecção de raios X do AT 2016blu é descrita em um artigo publicado na segunda-feira (9 de novembro) em O Jornal Astrofísico.
