Considere o dramático sistema binário do RS Ophiuchi. A cada 20 anos, mais ou menos, o material acumulado irrompe como uma nova explosão, iluminando a estrela temporariamente. Mas isso é apenas um precursor do inevitável cataclismo - quando a anã branca entra em colapso sob essa massa roubada e depois explode como uma supernova. A Dra. Jennifer Sokoloski estuda RS Ophiuchi desde que surgiu no início deste ano; ela discute o que eles aprenderam até agora e o que está por vir.
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Fraser Cain: O que você viu no RS Ophiuchi?
Dra. Jennifer Sokoloski: Bem, estávamos olhando para esse sistema binário que teve uma explosão nova. Olhando nos raios X, temos algo relacionado ao fato de que esse binário é na verdade um sistema extremamente incomum para uma nova. Na maioria das novase, você tem um binário, então duas estrelas, que são gravitacionais e orbitam uma à outra, e uma delas é uma anã branca. O material na superfície da anã branca se acumula e se acumula até ficar tão denso e sob tanta pressão e sob condições de calor que ele sofrerá uma explosão termonuclear. Em um binário normal de produção de nova, ele ejeta material em um espaço relativamente livre. Neste, o que aconteceu é que ele ejetou esse material em uma nebulosa muito densa. Porque estava em um ambiente incomum. Quando o material que foi ejetado da explosão caiu através desta nebulosa, ele foi aquecido por choque e produziu emissões de raios-X muito fortes. Era para isso que estávamos olhando. Isso nos permitiu determinar algumas propriedades desse material que foram jogadas fora.
Fraser: Vamos ver se eu entendi direito, você tem a estrela anã branca e ela está circulando outra estrela gigante vermelha. E há restos de coisas que essas estrelas emitiram no passado.
Dr. Sokoloski: Sim, exatamente, o gigante vermelho tem um vento forte normalmente, não relacionado à nova. Ele produz um vento e, assim, antes da nova ocorrência, você pode pensar neste binário como sendo envolvido nesta nebulosa densa, esse vento denso do gigante vermelho. E assim, quando a nova explodiu, esse material tem todo esse material para colidir, e foi isso que o fez iluminar e nos permitiu ver algo que você normalmente não vê em uma nova.
Fraser: Com que frequência isso aconteceria? Ele está arrastando esse material, empilhando-o e depois explode. Quantas vezes isso aconteceria?
Dr. Sokoloski: Essa é uma boa pergunta, porque, novamente, isso destaca por que o RS Oph é diferente da maioria das novas. Para a maioria das novase, leva cerca de 10.000 anos para que o material se acumule o suficiente para inflamar. No RS Oph, leva apenas 20 anos. É um dos momentos mais curtos entre explosões de novas na mesma estrela. A razão para isso é que a anã branca é muito maciça. Quando você tem uma anã branca muito massiva, o campo gravitacional na superfície é muito forte. Então, quando o material se acumula, o vento do gigante vermelho atinge a anã branca e começa a se acumular. É em um campo gravitacional tão forte que o campo faz parte do esmagamento. Por isso, esmaga-o e permite inflamar-se com muito menos material do que de uma maneira mais padrão com uma anã branca.
Fraser: Agora, digamos que estávamos no ambiente deste sistema, como seria?
Dr. Sokoloski: Você tem um gigante vermelho muito grande e muito vento soprando nesse gigante vermelho. E o vento está realmente brilhando. Na verdade, ele próprio é uma radiação brilhante. A anã branca, que fica nas proximidades, é pequena. É do tamanho da Terra, e o gigante vermelho é muito maior - digamos, 40 vezes o tamanho do Sol. A anã branca provavelmente tem um disco ao seu redor, porque o sistema tem momento angular à medida que esses dois objetos orbitam um ao outro. O material forma um disco ao redor da anã branca, e você tem o gigante vermelho, a pequena anã branca com o disco de acreção. Antes que a nova aconteça, é meio que feliz nessa configuração. Então, quando a nova ocorre, as coisas mudam dramaticamente. A explosão ejeta todo esse material da superfície da anã branca e destrói o disco. O disco está limpo. Produz uma onda de choque que se move para fora muito rapidamente. Dentro de um dia ou dois, a onda de choque é maior que o sistema binário e depois se move para fora e para fora. Observamos isso, basicamente nas primeiras três semanas. Então, a essa altura, no dia 2, durante as primeiras 3 semanas, analisamos as emissões relacionadas a essa onda de choque que está se movendo para fora e agora é muito maior que o tamanho do binário.
Fraser: E você está dizendo que esse movimento através deste material informa um pouco sobre o que está acontecendo. Que tipo de informação você conseguiu coletar disso?
Dr. Sokoloski: Há duas coisas principais. Se você observar a velocidade da onda de choque, isso indica algo sobre a quantidade de material que realmente está provocando o choque. Em particular, quando o material começa a desacelerar. Por exemplo, se você tivesse o material na anã branca - uma pilha massiva de combustível - e que acende e é ejetada, se for muito massiva, sairia a uma velocidade constante por um longo tempo, meio impermeável a a nebulosa. Estaria se movendo para fora até a nebulosa começar a ter um impacto para desacelerá-la. Vimos algo que era o oposto disso. A onda de choque quase imediatamente começou a diminuir. Então, o que isso nos diz é que a quantidade de material que está empurrando a onda de choque é pequena em comparação com a quantidade de material que está na nebulosa. Então, olhando a dinâmica desse choque, podemos aprender sobre a quantidade de material que está na superfície da anã branca e, por sua vez, nos diz que a anã branca é muito maciça, porque, como eu disse antes, para obter uma explosão de nova com muito pouca massa, isso nos diz que a anã branca deve ser muito pesada.
Fraser: E uma anã branca pesada significa alguma coisa?
Dr. Sokoloski: Bem, essa é uma das implicações mais interessantes. As anãs brancas só podem ficar tão grandes. Se chegar muito perto de um número especial, que é cerca de 1,4 vezes a massa do Sol, explodirá em uma supernova. Simplesmente não aguenta mais peso do que isso. E então o que descobrimos é que essa anã branca está, de fato, exatamente nesse limite. Então, olhando para esta explosão menor, esta nova, o que descobrimos é que essa anã branca está muito perto de explodir em um evento muito maior, uma supernova. De fato, esse tipo de supernova é particularmente interessante para muitas pessoas, porque é isso que as pessoas usam para estudar a expansão do Universo.
Fraser: Certo, essa é uma supernova do tipo 1A. Quais são as implicações disso no ambiente dessa pobre dupla?
Dr. Sokoloski: Bem, se isso acontecer, todas as apostas serão canceladas. Não sei o que realmente aconteceria com o gigante vermelho. Mas da nossa perspectiva, da perspectiva da Terra, se você não estivesse a uma distância insegura perto do binário. A partir daqui, seria uma coisa muito dramática. Você olharia para o céu e seria uma das coisas mais brilhantes do céu. Não seria tão brilhante quanto a Lua, mas seria mais brilhante do que qualquer planeta. É por isso que as pessoas as usam para cosmologia, porque essas explosões são tão brilhantes que você pode vê-las muito, muito longe, no Universo. Portanto, uma das razões pelas quais é interessante vê-lo antes que a estrela se torne supernova é porque as pessoas geralmente olham para sistemas assim depois de se tornarem supernovas. E agora temos a oportunidade de estudá-lo e aprender sobre esses tipos de sistemas, antes que a supernova ocorra, e espero que isso nos ajude a entender algumas das sutilezas de quão brilhante é a supernova e como elas são usadas em cosmologia.
Fraser: E quanto tempo você acha que tem antes de perder o assunto de pesquisa?
Dr. Sokoloski: Bem, isso me manteria ocupado pelo resto da minha carreira, para não perder nada. Mas eu não sei. É difícil responder à sua pergunta, porque sabemos que ela está prestes a se tornar uma supernova - mas não posso dizer se será amanhã ou 1000 ou daqui a 100.000 anos, infelizmente.
Fraser: Você acha que dentro dos 100.000 anos é provável?
Dr. Sokoloski: Então sim, nesse sentido, na escala de tempo do Universo, em uma escala cosmológica, isso acontecerá muito em breve. Apenas da perspectiva humana, é difícil dizer; seja 10.000 ou 100.000 anos em breve.
Fraser: Bem, digamos que não explodirá nos próximos anos e mude a busca de seu trabalho. O que você procurará a seguir?
Dr. Sokoloski: Isso me lembra a outra resposta à sua pergunta, onde você perguntou, o que aprendemos disso. A outra coisa, enquanto assistíamos essa explosão se mover para fora, era que vimos certas expectativas de como o brilho mudaria se você tivesse um movimento externo perfeitamente esférico, com certas outras propriedades com as quais as pessoas se associam - que os teóricos trabalhando nelas. tipos de objetos assumem. Observamos que essas propriedades não foram respeitadas, que o brilho diminuiu muito mais rapidamente. E isso nos diz que é possível que não seja uma concha esférica legal. Algumas observações de rádio nos mostraram que você pode realmente ter uma estrutura em anel com jatos. Sabemos que existem jatos, os vimos no rádio, e agora muitas pessoas estão trabalhando para tentar entender em sistemas como este, no próprio RS Oph e em outras explosões estelares, o que produz essas estruturas que não são saídas esféricas simples, mas jatos que são um fenômeno comum em explosões estelares e também no Universo. Nas galáxias, as pessoas vêem jatos, parece ser uma estrutura muito comum. Então, para RS Oph, estamos tentando entender, isso é algo intrínseco a uma explosão de nova, que a própria explosão é assimétrica, e não com a mesma força em toda a superfície da estrela. Está em toda parte o mesmo ou é mais forte ou mais fraco nos pólos, por exemplo, ou no equador. Ou é possível que exista algo no ambiente? Por ser uma estrela binária, é um sistema com um eixo e plano de rotação preferidos com os quais o ejeto interage. Material que pode estar em um disco ao redor do binário, e é isso que produz a estrutura que vemos. Então, acho que o próximo passo para o RS Oph é: por que é assimétrico, por que você recebe jatos?
