p Uma equipe internacional de pesquisadores descobriu que o néon dentro de uma certa estrela massiva pode consumir os elétrons no núcleo, um processo chamado captura de elétrons, o que faz com que a estrela se transforme em uma estrela de nêutrons e produza uma supernova. p Os pesquisadores estavam interessados ​​em estudar o destino final das estrelas em uma faixa de massa de oito a 10 massas solares, ou oito a dez vezes a massa do sol. Este intervalo de massa é importante porque inclui o limite entre se uma estrela tem uma massa grande o suficiente para sofrer uma explosão de supernova para formar uma estrela de nêutrons, ou tem uma massa menor para formar uma estrela anã branca sem se tornar uma supernova.

p Uma estrela de 8 a 10 massas solares comumente forma um núcleo composto de oxigênio, magnésio e neon (figura 1). O núcleo é rico em elétrons degenerados, o que significa que há uma abundância de elétrons em um espaço denso com energia alta o suficiente para sustentar o núcleo contra a gravidade. Uma vez que a densidade do núcleo é alta o suficiente, os elétrons são consumidos pelo magnésio e depois pelo néon, que também são encontrados dentro do núcleo. Estudos anteriores confirmaram que o magnésio e o néon podem começar a consumir os elétrons assim que a massa do núcleo tiver crescido perto da massa limite de Chandrasekhar, um processo chamado captura de elétrons, mas tem havido debate sobre se a captura de elétrons pode causar a formação de estrelas de nêutrons. Uma equipe multi-institucional de pesquisadores estudou a evolução de uma estrela de massa solar de 8,4 e fez simulações de computador para encontrar uma resposta.

p Usando dados recém-atualizados pela Suzuki para taxas de captura de elétrons dependentes da densidade e da temperatura, eles simularam a evolução do núcleo da estrela, que é suportado pela pressão de elétrons degenerados contra a própria gravidade da estrela. Como o magnésio e principalmente o néon comem os elétrons, o número de elétrons diminuiu e o núcleo encolheu rapidamente (Figura 2).

p A captura de elétrons também liberou calor. Quando a densidade central do núcleo excedeu 10 ¹⁰ g / cm ³ , oxigênio no núcleo começou a queimar materiais na região central do núcleo, transformando-os em núcleos do grupo do ferro, como ferro e níquel. A temperatura ficou tão alta que os prótons se soltaram e escaparam. Em seguida, os elétrons se tornaram mais fáceis de capturar por prótons livres e núcleos do grupo de ferro, e a densidade era tão alta que o núcleo entrou em colapso sem produzir uma explosão termonuclear.

p Com as novas taxas de captura de elétrons, a queima de oxigênio ocorreu ligeiramente fora do centro. No entanto, o colapso formou uma estrela de nêutrons e causou uma explosão de supernova, mostrando que uma supernova de captura de elétrons pode ocorrer.

p Uma certa faixa de massa de estrelas com oito a 10 massas solares formaria anãs brancas compostas de oxigênio-magnésio-neon por perda de envelope devido à perda de massa do vento estelar. Se a perda de massa do vento for pequena, por outro lado, a estrela sofre a supernova de captura de elétrons, como encontrado em sua simulação.

p A equipe sugere que a supernova de captura de elétrons poderia explicar as propriedades da supernova registrada em 1054 que formou a Nebulosa do Caranguejo, como proposto por Nomoto et al. em 1982 (Figura 3).

p Esses resultados foram publicados em The Astrophysical Journal em 15 de novembro, 2019.