Detritos em movimento rápido de uma explosão de supernova desencadeada por uma colisão estelar colidem com o material jogado para fora antes, e os choques causam emissão de rádio brilhante vista pelo VLA. Crédito:Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF
Os astrônomos encontraram evidências dramáticas de que um buraco negro ou estrela de nêutrons espiralou seu caminho até o núcleo de uma estrela companheira e fez com que essa companheira explodisse como uma supernova. Os astrônomos foram informados por dados do Very Large Array Sky Survey (VLASS), um projeto de vários anos usando Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) da National Science Foundation.
"Teóricos previram que isso poderia acontecer, mas esta é a primeira vez que realmente vimos tal evento, "disse Dillon Dong, um estudante de graduação na Caltech e autor principal em um artigo relatando a descoberta no jornal Ciência .
A primeira pista veio quando os cientistas examinaram imagens do VLASS, que começou as observações em 2017, e encontrou um objeto emitindo ondas de rádio brilhantemente, mas que não tinha aparecido em uma pesquisa aérea anterior do VLA, chamadas Imagens fracas do rádio do céu a 20 centímetros (FIRST). Eles fizeram observações subsequentes do objeto, designado VT 1210 + 4956, usando o VLA e o telescópio Keck no Havaí. Eles determinaram que a emissão de rádio brilhante estava vindo da periferia de um anão, galáxia formadora de estrelas a cerca de 480 milhões de anos-luz da Terra. Mais tarde, eles descobriram que um instrumento a bordo da Estação Espacial Internacional detectou uma explosão de raios-X vindos do objeto em 2014.
Os dados de todas essas observações permitiram aos astrônomos reunir a história fascinante de uma dança da morte de séculos de duração entre duas estrelas massivas. Como a maioria das estrelas que são muito mais massivas que nosso Sol, esses dois nasceram como um par binário, proximamente orbitando um ao outro. Um deles era mais maciço do que o outro e evoluiu ao longo do seu normal, vida útil alimentada por fusão nuclear mais rapidamente e explodiu como uma supernova, deixando para trás um buraco negro ou uma estrela de nêutrons superdensa.
O buraco negro ou a órbita da estrela de nêutrons ficava cada vez mais perto de sua companheira, e há cerca de 300 anos entrou na atmosfera do companheiro, começando a dança da morte. Neste ponto, a interação começou a espalhar gás do companheiro para o espaço. O gás ejetado, espiralando para fora, formou uma expansão, anel em forma de donut, chamado de toro, em torno do par.
Eventualmente, o buraco negro ou estrela de nêutrons fez o seu caminho para dentro do núcleo da estrela companheira, interromper a fusão nuclear produzindo a energia que impediu o colapso do núcleo por sua própria gravidade. Quando o núcleo entrou em colapso, ele formou brevemente um disco de material orbitando de perto o intruso e impulsionou um jato de material para fora do disco a velocidades próximas à da luz, abrindo caminho através da estrela.
Um objeto compacto (um buraco negro ou estrela de nêutrons) no centro de seu companheiro estelar massivo. A rápida acreção no objeto compacto fez com que ele formasse um disco de acreção e lançasse um par de jatos quase à velocidade da luz. Esses jatos fizeram um túnel através da estrela, que está prestes a explodir em uma supernova devido à enorme quantidade de energia liberada. Nos próximos anos, o material estelar explodido abrirá caminho através de um toro denso de material estelar ejetado pelo objeto compacto durante seus séculos anteriores de inspiração em direção ao núcleo, criando um brilho radiante luminoso. Crédito:Chuck Carter
"Esse jato é o que produziu os raios-X vistos pelo instrumento MAXI a bordo da Estação Espacial Internacional, e isso confirma a data deste evento em 2014, "Dong disse.
O colapso do núcleo da estrela fez com que explodisse como uma supernova, após a explosão anterior de seu irmão.
"A estrela companheira iria explodir eventualmente, mas esta fusão acelerou o processo, "Dong disse.
O material ejetado pela explosão da supernova de 2014 se moveu muito mais rápido do que o material lançado anteriormente pela estrela companheira, e no momento em que VLASS observou o objeto, a explosão da supernova estava colidindo com aquele material, causando choques poderosos que produziram a emissão de rádio brilhante vista pelo VLA.
"Todas as peças desse quebra-cabeça se encaixam para contar essa história incrível, "disse Gregg Hallinan da Caltech." O resto de uma estrela que explodiu há muito tempo mergulhou em sua companheira, causando isso, também, explodir, " ele adicionou.
A chave para a descoberta, Hallinan disse, era VLASS, que é a imagem de todo o céu visível na latitude do VLA - cerca de 80 por cento do céu - três vezes em sete anos. Um dos objetivos de fazer VLASS dessa forma é descobrir objetos transitórios, como explosões de supernova, que emitem intensamente em comprimentos de onda de rádio. Esta supernova, causado por uma fusão estelar, Contudo, foi uma surpresa.
"De todas as coisas que pensamos que descobriríamos com o VLASS, Este não era um deles, "Hallinan disse.
