Novo tipo de explosão massiva explica estrela misteriosa

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A estrela SMSS J200322.54-114203.3. (centro, com retículos) no canto sudeste da constelação de Aquila (a Águia) perto da fronteira com Capricórnio e Sagitário. Crédito: Da Costa / SkyMapper

Uma explosão massiva de uma fonte até então desconhecida - 10 vezes mais energética do que uma supernova - poderia ser a resposta para um mistério da Via Láctea de 13 bilhões de anos.

Astrônomos liderados por David Yong, Gary Da Costa e Chiaki Kobayashi do ARC Center of Excellence in All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D), baseado na Australian National University (ANU), potencialmente descobriram a primeira evidência da destruição de um estrela que gira rapidamente - um fenômeno que eles descrevem como uma "hipernova magneto-rotacional".

O tipo de cataclismo até então desconhecido - que ocorreu apenas um bilhão de anos após o Big Bang - é a explicação mais provável para a presença de quantidades incomumente altas de alguns elementos detectados em outra estrela extremamente antiga e "primitiva" da Via Láctea.

Essa estrela, conhecida como SMSS J200322.54-114203.3, contém maiores quantidades de elementos metálicos, incluindo zinco, urânio, európio e possivelmente ouro, do que outras da mesma idade.

As fusões de estrelas de nêutrons - as fontes aceitas do material necessário para forjá-las - não são suficientes para explicar sua presença.

Os astrônomos calculam que apenas o colapso violento de uma estrela muito antiga - amplificado pela rotação rápida e pela presença de um forte campo magnético - pode ser responsável pelos nêutrons adicionais necessários.

A pesquisa foi publicada hoje na revista Nature .

"A estrela que estamos olhando tem uma proporção de ferro para hidrogênio cerca de 3.000 vezes menor que a do Sol - o que significa que é muito rara: o que chamamos de estrela extremamente pobre em metais", disse o Dr. Yong, que é com base na ANU.

"No entanto, o fato de conter quantidades muito maiores do que o esperado de alguns elementos mais pesados ​​significa que é ainda mais raro - uma agulha real em um palheiro."

As primeiras estrelas do universo eram feitas quase inteiramente de hidrogênio e hélio. Por fim, eles entraram em colapso e explodiram, transformando-se em estrelas de nêutrons ou buracos negros, produzindo elementos mais pesados que foram incorporados em pequenas quantidades à próxima geração de estrelas - a mais antiga ainda em existência.

Taxas e energias dessas mortes de estrelas tornaram-se bem conhecidas nos últimos anos, então a quantidade de elementos pesados ​​que elas produzem é bem calculada. E, para SMSS J200322.54-114203.3, as somas simplesmente não batem.

"As quantidades extras desses elementos tiveram que vir de algum lugar", disse o professor associado Chiaki Kobayashi da Universidade de Hertfordshire, no Reino Unido.

"Nós agora encontramos a evidência observacional pela primeira vez indicando diretamente que havia um tipo diferente de hipernova produzindo todos os elementos estáveis ​​na tabela periódica de uma só vez - uma explosão de colapso do núcleo de uma estrela massiva fortemente magnetizada de rotação rápida. a única coisa que explica os resultados".

As hipernovas são conhecidas desde o final dos anos 1990. No entanto, esta é a primeira vez que uma combinação de rotação rápida e magnetismo forte foi detectada.

"É uma morte explosiva para a estrela", disse o Dr. Yong. "Calculamos que, há 13 bilhões de anos, o J200322.54-114203.3 se formou a partir de uma sopa química que continha os restos desse tipo de hipernova. Ninguém jamais encontrou esse fenômeno ante".

J200322.54-114203.3 fica a 7.500 anos-luz do Sol e orbita no halo da Via Láctea.

Outro co-autor, ganhador do prêmio Nobel e vice-chanceler da ANU, Professor Brian Schmidt, acrescentou: "A alta abundância de zinco é um marcador definitivo de uma hipernova, uma supernova muito energética."

O chefe da equipe das Primeiras Estrelas no ASTRO 3D, Professor Gary Da Costa da ANU, explicou que a estrela foi identificada pela primeira vez por um projeto chamado de levantamento SkyMapper do céu do sul.

"A estrela foi identificada pela primeira vez como extremamente pobre em metais usando o SkyMapper e o telescópio ANU 2.3m no Observatório Siding Spring no oeste de NSW", disse ele. "Observações detalhadas foram obtidas com o Telescópio Muito Grande 8m do Observatório Europeu do Sul, no Chile".

A diretora do ASTRO 3D, Professora Lisa Kewley, comentou: "Esta é uma descoberta extremamente importante que revela um novo caminho para a formação de elementos pesados ​​no universo infantil".

Outros membros da equipe de pesquisa estão baseados no Instituto de Tecnologia de Massachusetts nos EUA, na Universidade de Estocolmo na Suécia, no Instituto Max Planck de Astrofísica na Alemanha, no Istituto Nazionale di Astrofisica da Itália e na Universidade de New South Wales na Austrália.

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Mais informações: r-Process elements from magnetorrotational hypernovae, Nature (2021). DOI: 10.1038 / s41586-021-03611-2 , www.nature.com/articles/s41586-021-03611-2

Informação do jornal: Nature

Fornecido por ASTRO 3D

Fonte: Phys News / por ASTRO 3D / 08-07-2021      

https://phys.org/news/2021-07-massive-explosion-mystery-star.htmlhttps://phys.org/news/2021-07-massive-explosion-mystery-star.html

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HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.

Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.

Participa do projeto S`CoolGroundObservation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (CloudsandEarth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The GlobeProgram / NASA GlobeCloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela NationalOceanicandAtmosphericAdministration (NOAA) e U.S DepartmentofState.

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