Novo Membro Estelar: Supernova de “Instabilidade de Par”

Estrelas com massa solar acabam a vida como anãs brancas. Se tiverem mais de 10 massas solares terminam com uma explosão, colapsam e terminam como supernovas.

Há alguns anos que se suspeita de um tipo de supernova que ainda não tinha sido observada mas que teoricamente existiria. A supernova de “instabilidade de par” libertaria cerca de 100 vezes mais energia do que uma supernova comum.

As estrelas, para se manterem, equilibram a força da gravidade com a pressão. Um equilíbrio que mantém a estrela estável. Os fotões, gerados pela fusão de hidrogénio no “coração” da estrela, exercem pressão para o exterior promovendo uma contra-força à gravidade.

Se a estrela for maior a pressão no seu centro é suficiente para fundir elementos mais pesados, que geram mais fotões. No entanto, este novo tipo de supernova, de estrelas com mais de 100 massas solares apresentam um problema. Quando os elementos mais pesados se fundem libertam fotões tão energéticos que formam pares electrão-positrão. Como sem fotões não há pressão para equilibrar com a gravidade a estrela colapsa.

Podem, agora ocorrer dois cenários:

1-      O colapso gera mais pressão e a estrela dispersa as camadas externas. Neste cenário não há uma supernova completa.

2-      Este ciclo pode repetir-se sob a forma de pulsos, originando o que se chama supernova de instabilidade de par “pulsante” identificada pela equipa de Robert M. Quimby. Após perder massa suficiente termina a sua vida como supernova.

A estrela pode, ainda, ser mais massiva. Com mais de 130 massas solares a pressão é tão elevada e tem tanta energia numa área relativamente pequena. Aqui, também deixa de haver fotões para equilibrar a gravidade. Assim, ocorre um colapso repentino e uma explosão violenta (os papers da Nature sobre esta descoberta aqui e aqui) .

Uma boa ilustração abaixo:

Ler mais aqui, no AIT Journal Club, University of California, Scientific American.