Impressão artística de uma supernova do Tipo Ia explodindo na região intergaláctica dentro de um grande aglomerado galáctico. Uma das galáxias é visível à esquerda. Créditos: Dr. Alex H. Parker, NASA e SDSS
Imagens precisas capturadas através do Telescópio Espacial Hubble confirmam que três supernovas descobertas há vários anos explodiram no vazio escuro do espaço intergaláctico, ou seja, as estrelas progenitoras foram expelidas das suas galáxias hospedeiras milhões ou bilhões de anos antes.
A maioria das supernovas são encontradas no interior de galáxias que contêm centenas de bilhões de estrelas, a frequência média estimada é de uma explosão por século por galáxia.
Entretanto, estas supernovas solitárias foram encontradas entre galáxias em três grandes aglomerados contendo milhares de galáxias cada. As vizinhas estrelares mais próximas das remanescentes de supernova estavam provavelmente a 300 anos-luz de distância, quase 100 vezes mais distantes que o nosso vizinho estelar mais próximo, Próxima Centauri, que reside a 4,24 anos-luz de distância do Sol.
Tais supernovas incomuns e solitárias parecem prover pistas importantes para o que há nos vastos espaços vazios intergalácticos e podem ajudar aos astrônomos a compreender como é que os aglomerados de galáxias se formaram e evoluíram ao longo da história do Universo.
Against a Dark Background – Iain M. Banks
Mundos solitários lembram à líder do estudo, Melissa Graham (PHD da Universidade da Califórnia, Berkeley), fã ávida de ficção científica, a estrela fictícia Thrial que, no romance “Against a Dark Background” do autor Iain Banks, reside a um milhão de anos-luz de qualquer outra estrela. Um dos seus planetas habitados, Golter, tem um céu noturno quase que desprovido de estrelas.
Quaisquer exoplanetas do espaço intergaláctico, que tenham orbitado antigas estrelas que explodiram em supernovas do Tipo Ia, foram, sem dúvida, destruídos pelas tais violentas explosões. Mas, tal como Golter, teriam antes tido um céu noturno quase sem estrelas brilhantes. A densidade de estrelas no espaço intergaláctico é cerca de um milionésimo do que vemos da Terra.
Melissa Graham disse:
Estes exoplanetas teriam um céu de fundo bastante escuro, de fato, povoado apenas pelas ocasionais manchas tênues e difusas dos aglomerados galácticos mais próximos e brilhantes.
Graham e os colegas, David Sand da Universidade do Texas em Lubbock, EUA, Dennis Zaritsky da Universidade do Arizona em Tucson e Chris Pritchet da Universidade de Victoria na Columbia Britânica, relataram a sua análise das três estrelas em um artigo apresentado em dia 5 de junho de 2015, durante uma conferência sobre supernovas na Universidade Estatal da Carolina do Norte em Raleigh, EUA. O artigo também foi aceito para publicação na revista The Astrophysical Journal.
Imagens que contrastam a supernova observada em 2009 pelo CFHT e a imagem mais detalhada obtida em 2013 pelo Telescópio Espacial Hubble. Créditos: Melissa Graham, CFHT e HST
Aglomerados de milhares de galáxias
O novo estudo confirma a descoberta, que aconteceu entre 2008 e 2010, de três supernovas aparentemente não pertencentes a nenhuma galáxia pelo estudo MENeaCS (Multi-Epoch Nearby Cluster Survey) do CFHT (Telescópio do Canadá-França-Hawaii) em Mauna Kea, Havaí. O CFHT foi capaz de descartar galáxias fracas como hospedeiras destas supernovas.
Contudo, a câmara ACS (Advanced Camera for Surveys) do Hubble é 10 vezes melhor em termos de sensibilidade e resolução que o CFHT. Daí, novas imagens mostram claramente que as supernovas explodiram no espaço vazio, longe de qualquer galáxia. Portanto, pertencem a uma população de estrelas solitárias que existem na maioria, se não em todos, os aglomerados de galáxias, segundo Graham.
Enquanto as estrelas e as supernovas residem habitualmente em galáxias, um estudo recente determinou que as galáxias situadas em aglomerados gigantescos sofrem forças gravitacionais e expelem para o espaço intergaláctico cerca de 15% das estrelas. Os aglomerados têm tanta massa que as estrelas desgarradas permanecem gravitacionalmente ligadas dentro de regiões pobremente povoadas nas regiões intergalácticas.
Uma vez dispersas, estas estrelas solitárias são extremamente tênues para serem observadas individualmente, a não ser que explodam como supernovas. Graham e colegas estão à procura de supernovas brilhantes no espaço entre as galáxias para determinar a população de estrelas invisíveis. Esta informação fornece pistas sobre a formação e evolução de estruturas em grande escala no Universo.
Graham acrescentou:
Nós fornecemos a melhor evidência, até então, de que estrelas ‘entre aglomerados’ de fato explodem como supernovas do Tipo Ia e confirmamos que as supernovas sem galáxia hospedeiras podem ser usadas para rastrear a população de estrelas ‘entre aglomerados’, o que é importante para alargar esta técnica até aglomerados mais distantes.”
Uma das quatro supernovas (topo, 2009) pode fazer parte de uma galáxia anã ou de um aglomerado globular visível na imagem de 2013 pelo Hubble. Créditos: Melissa Graham, CFHT e HST
Graham e colegas também se depararam com uma quarta explosão estelar (imagem acima), observada pelo CFHT, parece estar dentro de uma região vermelha e redonda que poderá ser uma galáxia pequena ou um aglomerado globular. Se a supernova fizer realmente parte de um aglomerado globular, esta será a primeira vez de uma supernova confirmada explodindo dentro destes aglomerados densos com menos de um milhão de estrelas. Todas as quatro supernovas estão em aglomerados galácticos a menos de um bilhão de anos-luz da Terra.
Graham explicou:
Uma vez que há bem menos estrelas em aglomerados globulares (do que em galáxias), apenas uma pequena fração das supernovas pode ocorrer em aglomerados globulares. Este pode ser o primeiro caso confirmado e poderá indicar que a fração de estrelas que explodem como supernovas é maior tanto em galáxias de pequena massa como em aglomerados globulares.
Graham destacou que a maioria dos modelos teóricos para as supernovas do Tipo Ia envolvem um sistema binário, por isso é provável que as estrelas em explosão tiveram uma companheira através de suas vidas.
Graham comentou:
No entanto, a existência do par não representa propriamente uma ‘história de amor estelar’. A companheira ou era uma anã branca com menos massa, que eventualmente chegou muito perto e tragicamente fragmentou-se em um anel posteriormente canibalizado pela estrela principal, ou era uma estrela normal a partir da qual a anã branca primária roubou gás das suas camadas exteriores. De qualquer maneira, esta transferência de matéria fez com que a componente principal se tornasse instável em massa e explodisse como uma supernova Tipo Ia.
Fonte
Berkeley: Exiled stars explode far from home
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