Estrelas massivas terminam suas vidas com explosões energéticas conhecidas como supernovas. As supernovas de envelope destacado mostram fracos ou nenhum traço de hidrogênio em seu material ejetado, o que significa que a estrela perde a maior parte ou todas as suas camadas externas ricas em hidrogênio antes de explodir.

Os cientistas levantam a hipótese de que essas estrelas se originam principalmente em sistemas estelares binários, onde uma das estrelas arranca as camadas externas da outra estrela com sua atração gravitacional - muitos esforços foram feitos para descobrir a estrela companheira restante seguindo essas supernovas de envelope despojado. Em algumas pesquisas, a estrela complementar foi detectada com sucesso, mas também há vários casos em que o companheiro não foi encontrado, colocando um problema sério para a hipótese binária. O caso mais famoso é Cassiopeia A (Cas A), um remanescente de supernova de envelope despojado que se prevê ter uma companheira estelar, embora nada tenha sido encontrado em suas consequências explosivas.

Em um estudo publicado recentemente liderado pelo ARC Centro de Excelência para Descoberta de Ondas Gravitacionais (OzGrav), pesquisadores propõem um novo cenário para a criação dessas estrelas solitárias de envelope despojado.

O pesquisador do OzGrav e principal autor do estudo, Dr. Ryosuke Hirai, explica:"Em nosso cenário, a estrela de envelope despojado costumava ter uma companheira binária com uma massa muito semelhante a ela. Porque as massas são semelhantes, eles têm vidas muito semelhantes, o que significa que a explosão da primeira estrela ocorrerá quando a segunda estrela estiver perto da morte, também."

No último milhão de anos de suas vidas, estrelas massivas são conhecidas por se tornarem supergigantes vermelhas com camadas externas instáveis ​​e infladas. Portanto, se a primeira supernova do sistema estelar binário atingir a supergigante vermelha inchada, pode facilmente remover as camadas externas, tornando-se uma estrela de envelope despojado. As estrelas se rompem após a supernova, assim, a estrela secundária se torna uma viúva estelar solitária e parecerá estar solteira quando explodir, 1 milhão de anos depois.

Os cientistas do OzGrav realizaram simulações hidrodinâmicas de uma supernova colidindo com uma supergigante vermelha para investigar quanta massa pode ser removida por meio desse processo. Eles descobriram que se as duas estrelas estão próximas o suficiente, a supernova pode retirar quase 90% do envelope - a camada externa - da estrela companheira.

"Isso é o suficiente para a segunda supernova do sistema binário se tornar uma supernova de envelope despojado, confirmando que nosso cenário proposto é plausível, "diz Hirai." Mesmo que não seja suficientemente perto, ainda pode remover uma grande fração das camadas externas, o que torna o envelope já instável ainda mais instável, levando a outros fenômenos interessantes como pulsações ou erupções. "

Se o cenário de OzGrav ocorrer, o envelope retirado deve estar flutuando como uma concha unilateral a cerca de 30 a 300 anos-luz de distância do segundo local da supernova. Observações recentes revelaram que existe, na verdade, uma casca de material localizada a cerca de 30 a 50 anos-luz de distância de Cas A.

Hirai acrescenta, "Isso pode ser uma evidência indireta de que Cas A foi originalmente criado por meio de nosso cenário, o que explica por que ele não tem uma estrela companheira binária. Nossas simulações provam que nosso novo cenário pode ser uma das maneiras mais promissoras de explicar a origem de um dos mais famosos remanescentes de supernova, Cas A. "

Os cientistas do OzGrav também prevêem que este cenário tem uma gama muito mais ampla de resultados possíveis - por exemplo, pode produzir um número semelhante de estrelas parcialmente despojadas. No futuro, será interessante explorar o que acontece com essas estrelas parcialmente despojadas e como elas podem ser observadas.