As supernovas do tipo 1a são usadas para medir a distância no Universo porque elas explodem com o mesmo brilho, detonando quando uma estrela anã branca consome uma quantidade específica de material de um companheiro binário. Novas pesquisas indicam que as explosões de supernovas do tipo 1a começam desajeitadas e desiguais, mas uma segunda explosão esférica supera a primeira, criando um resíduo suave. Isso define os limites de incerteza nas medições de distância que usam supernovas tipo 1a.
Os astrônomos estão relatando novas descobertas notáveis que lançam luz sobre um debate de uma década sobre um tipo de supernova, as explosões que marcam o fim final de uma estrela: a estrela morre em uma queima lenta ou com um estrondo rápido? A partir de suas observações, os cientistas descobriram que a matéria ejetada pela explosão mostra assimetria periférica significativa, mas um interior quase esférico, o que provavelmente implica que a explosão finalmente se propaga em velocidade supersônica.
Esses resultados são relatados hoje no Science Express, a versão on-line da revista Science, de Lifan Wang, da Universidade A&M do Texas (EUA), e nos colegas Dietrich Baade e Ferdinando Patat, do ESO.
"Nossos resultados sugerem fortemente um processo de explosão em duas etapas nesse tipo de supernova", comenta Wang. "Esta é uma descoberta importante, com implicações potenciais na cosmologia".
Usando observações de 17 supernovas feitas ao longo de mais de 10 anos com o Very Large Telescope do ESO e o Otto Struve Telescope do Observatório McDonald, astrônomos inferiram a forma e a estrutura da nuvem de detritos lançada pelas supernovas do tipo Ia. Pensa-se que essas supernovas sejam o resultado da explosão de uma estrela pequena e densa - uma anã branca - dentro de um sistema binário. À medida que seu companheiro derrama continuamente matéria sobre a anã branca, a anã branca atinge uma massa crítica, levando a uma instabilidade fatal e à supernova. Mas o que desencadeia a explosão inicial e como a explosão viaja através da estrela tem sido questões espinhosas.
As supernovas observadas por Wang e seus colegas ocorreram em galáxias distantes e, devido às vastas distâncias cósmicas, não puderam ser estudadas em detalhes usando técnicas convencionais de imagem, incluindo interferometria. Em vez disso, a equipe determinou a forma dos casulos explodindo registrando a polarização da luz das estrelas que morriam.
A polarimetria baseia-se no fato de que a luz é composta de ondas eletromagnéticas que oscilam em certas direções. A reflexão ou dispersão da luz favorece certas orientações dos campos elétrico e magnético sobre outras. É por isso que os óculos polarizados podem filtrar o brilho da luz solar refletida em um lago. Quando a luz se espalha pelos detritos em expansão de uma supernova, ela retém informações sobre a orientação das camadas de dispersão. Se a supernova for esférica simétrica, todas as orientações estarão presentes igualmente e terão a média calculada, de modo que não haverá polarização líquida. Se, no entanto, a carcaça do gás não for redonda, uma leve polarização líquida será impressa na luz.
"Este estudo foi possível porque a polarimetria poderia desenvolver toda a sua força graças ao poder de coleta de luz do Very Large Telescope e à calibração muito precisa do instrumento FORS", diz Dietrich Baade.
"Nosso estudo revela que explosões de supernovas do tipo Ia são realmente fenômenos tridimensionais", acrescenta ele. "As regiões externas da nuvem de explosão são assimétricas, com diferentes materiais encontrados em 'aglomerados', enquanto as regiões internas são suaves."
A equipe de pesquisa detectou essa assimetria pela primeira vez em 2003, como parte da mesma campanha de observação (ESO PR 23/03 e ESO PR Photo 26/05). Os resultados novos e mais extensos mostram que o grau de polarização e, portanto, a asfericidade, se correlaciona com o brilho intrínseco da explosão. Quanto mais brilhante é a supernova, mais suave ou menos desajeitada.
"Isso tem algum impacto no uso de supernovas tipo Ia como velas padrão", diz Ferdinando Patat. “Esse tipo de supernova é usado para medir a taxa de aceleração da expansão do Universo, assumindo que esses objetos se comportem de maneira uniforme. Mas as assimetrias podem introduzir dispersões nas quantidades observadas. ”
"Nossa descoberta impõe fortes restrições a qualquer modelo bem-sucedido de explosão de supernova termonuclear", acrescenta Wang.
Os modelos sugeriram que a aglomeração é causada por um processo de queima lenta, chamado de 'deflagração', e deixa um rasto irregular de cinzas. A suavidade das regiões internas da estrela explosiva implica que, em um determinado estágio, a deflagração dê lugar a um processo mais violento, uma 'detonação', que viaja em velocidades supersônicas - tão rápido que apaga todas as assimetrias nas cinzas deixadas atrasada pela queima mais lenta do primeiro estágio, resultando em um resíduo mais suave e homogêneo.
Fonte original: Comunicado de imprensa do ESO
