Nas últimas décadas, os astrónomos aperceberam-se de que o número de supernovas observadas é inferior ao espectável tendo em conta o número de estrelas maciças existentes nas galáxias na nossa região do Universo. Mais, as supernovas com progenitoras muito maciças são particularmente raras, mesmo tendo em consideração que estas estrelas são elas próprias bastante raras. Isto sugere que uma fatia considerável das estrelas maciças — as observações apontam para cerca de 30% — “morrem” de forma discreta, sem dar origem a supernovas. Agora, uma equipa de astrónomos liderada por Scott Adams, do Caltech, pode mesmo ter observado este fenómeno na “Galáxia do Fogo de Artifício” (NGC 6946).
A estrela N6946-BH1 na Galáxia do Fogo de Artifício fotografada pela Wide Field Planetary Camera 2 (WFPC2) do telescópio espacial Hubble em 2007 (esquerda).
Numa fotografia da mesma região com a Wide Field Camera 3 (WFC3) em 2015, a estrela desapareceu (direita).
Crédito: NASA, ESA, e C. Kochanek (OSU).
Até 2009, a estrela agora designada por N6946-BH1 era uma das supergigantes vermelhas mais luminosas na galáxia NGC 6946. Nesse ano, uma erupção elevou brevemente o seu brilho até cerca de 1 milhão de sóis, mais de 10 vezes o seu brilho normal, após o que diminuiu abruptamente até níveis que a tornaram invisível em imagens obtidas pelo telescópio espacial Hubble.
Para ter a certeza de que a estrela tinha de facto desaparecido, a equipa observou a NGC 6946 com o Large Binocular Telescope (LBT) e com o telescópio espacial Spitzer (para além do Hubble). O único possível vestígio da estrela foi detectado pelo Spitzer, um ténue sinal infravermelho coincidente com a localização da N6946-BH1. No entanto, uma análise desse sinal mostra que está a diminuir de intensidade ao longo do tempo e a explicação que parece mais plausível é de que se trata de material que rodeava a estrela antes do colapso e que está agora lentamente a cair em direcção ao suposto buraco negro. Observações futuras com o telescópio Chandra, em raios-X, e com o novo telescópio James Webb, no infravermelho, deverão confirmar, ou não, a hipótese da N6946-BH1 ser o primeiro exemplo reconhecido de uma “supernova falhada”.
A curva de luz da estrela N6946-BH1, na Galáxia do Fogo de Artifício. A erupção de 2009 e o subsequente quase desaparecimento da estrela são bem visíveis.
Note-se que a luminosidade (eixo das ordenadas) tem uma escala logarítmica.
Na posição da estrela resta uma ténue luz infravermelha (quadrados cinza e pretos).
Crédito: Adams et al 2017.
A visão convencional sustenta que uma estrela como a N6946-BH1, com cerca de 25 massas solares, deveria terminar a sua vida explodindo numa supernova. Sabemos também que nestas explosões, provocadas pelo colapso gravitacional do núcleo das estrelas, se formam objectos compactos como estrelas de neutrões e buracos negros. O que não se sabe ao certo é que tipo de estrela progenitora dá origem a uma estrela de neutrões ou a um buraco negro, e se a formação de um destes objectos está sempre associada a uma supernova.
Como referi acima, os astrónomos suspeitam que algumas estrelas, as mais maciças, poderão “morrer” sem dar origem a supernovas e, porque têm núcleos mais maciços, dar origem a buracos negros. Num tal cenário, o buraco negro resultante do colapso gravitacional do núcleo da estrela rapidamente formaria um disco de acreção com o material de camadas mais exteriores da estrela. Esse material eventualmente seria adicionado à massa do buraco negro.
Representação artística do colapso do núcleo da estrela N6946-BH1 num buraco negro impedindo a formação de uma supernova.
O buraco negro captura parte significativa da massa presente nas camadas exteriores da estrela.
Crédito: NASA, ESA, e P. Jeffries (STScI).
Este processo poderia explicar de forma simples a existência de buracos negros com massas consideráveis, e.g., 30 massas solares, detectados pelo Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) no ano passado. Explicaria também porque é vemos menos supernovas do que seria espectável. Nas estrelas mais maciças o colapso gravitacional do núcleo dá origem a um buraco negro que impede a formação de uma supernova.
Fonte: Hubblesite
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