Anthony Piro, da Carnegie, fazia parte de uma equipe de astrônomos liderados pelo Caltech que observou a morte peculiar de uma estrela massiva que explodiu em uma supernova surpreendentemente tênue e que desapareceu rapidamente. possivelmente criando um sistema binário de estrela de nêutrons compacto. O trabalho teórico de Piro forneceu um contexto crucial para a descoberta. Suas descobertas são publicadas por Ciência .

As observações feitas pela equipe do Caltech - incluindo o autor principal Kishalay De e o investigador principal do projeto Mansi Kasliwal (ela mesma uma ex-carnegie pós-doutorado) - sugerem que a estrela moribunda tinha um companheiro invisível, que drenou gravitacionalmente a maior parte da massa da estrela antes de explodir como uma supernova. Acredita-se que a explosão resultou em uma estrela binária de nêutrons, sugerindo que, pela primeira vez, cientistas testemunharam o nascimento de um sistema binário como o primeiro observado em colisão por Piro e uma equipe de astrônomos da Carnegie e da UC Santa Cruz em agosto de 2017.

Uma supernova ocorre quando uma estrela massiva - pelo menos oito vezes a massa do Sol - esgota seu combustível nuclear, causando o colapso do núcleo e, em seguida, ricocheteio para fora em uma explosão poderosa. Depois que as camadas externas da estrela foram destruídas, tudo o que resta é uma estrela de nêutrons densa - uma estrela exótica do tamanho de uma cidade, mas contendo mais massa do que o sol.

Usualmente, uma grande quantidade de material - muitas vezes a massa do Sol - é vista sendo explodida em uma supernova. Contudo, o evento que Kasliwal e seus colegas observaram, apelidado de iPTF 14gqr, ejetou matéria apenas um quinto da massa do Sol.

"Vimos o colapso do núcleo desta estrela massiva, mas vimos notavelmente pouca massa ejetada, "Kasliwal diz." Chamamos isso de supernova de envelope ultra-despojado e há muito tempo foi previsto que eles existem. Esta é a primeira vez que vimos de forma convincente o colapso do núcleo de uma estrela massiva que é tão desprovida de matéria. "

A modelagem teórica de Piro orientou a interpretação dessas observações. Isso permitiu aos observadores inferir a presença de material denso ao redor da explosão.

"Descobertas como essa demonstram por que foi tão importante construir um grupo de astrofísica teórica em Carnegie, "Piro disse." Combinando observações e teoria, podemos aprender muito mais sobre esses eventos incríveis. "

O fato de a estrela explodir implica que ela deve ter anteriormente muito material, ou seu núcleo nunca teria crescido o suficiente para entrar em colapso. Mas onde estava o esconderijo em massa que faltava? Os pesquisadores inferiram que a massa deve ter sido roubada por uma estrela companheira compacta, como uma anã branca, Estrêla de Neutróns, ou buraco negro.

A estrela de nêutrons que foi deixada para trás pela supernova deve ter nascido em órbita com essa companheira compacta. Como esta nova estrela de nêutrons e sua companheira estão tão próximas, eles acabarão por se fundir em uma colisão. Na verdade, a fusão de duas estrelas de nêutrons foi observada pela primeira vez em agosto de 2017 por Piro e uma equipe de astrônomos da Carnegie e da UC Santa Cruz, e acredita-se que tais eventos produzam os elementos pesados ​​em nosso universo, como ouro, platina, e urânio.

O evento foi visto pela primeira vez no Observatório Palomar como parte da Palomar Transient Factory (iPTF), uma pesquisa noturna do céu para procurar transitórios, ou de curta duração, eventos cósmicos como supernovas. Como a pesquisa iPTF mantém um olhar atento sobre o céu, iPTF 14gqr foi observado nas primeiras horas após a explosão. À medida que a Terra girava e o telescópio Palomar saía do alcance, astrônomos de todo o mundo colaboraram para monitorar iPTF 14gqr, observando continuamente sua evolução com uma série de telescópios que hoje formam a rede de observatórios Global Relay of Observatories Watching Transients Happen (GROWTH).