Confusão científica: observam explosões de energia durante meses em um "cadáver estelar"!

Após a morte explosiva de uma estrela distante, um "cadáver estelar" ativo foi a provável fonte de repetidas explosões energéticas observadas durante meses, um fenômeno que os astrônomos nunca tinham visto antes, relata uma equipe da Universidade Cornell em uma nova pesquisa publicada em 15 de novembro na revista Nature.

Os flashes breves e brilhantes, de apenas alguns minutos de duração e tão poderosos quanto a explosão original 100 dias depois, apareceram após um tipo raro de cataclismo estelar, conhecido como transiente óptico azul rápido luminoso (LFBOT, em inglês).

A explosão do "diabo da Tasmânia", estudada por 15 telescópios no mundo

Desde a sua descoberta em 2018, os astrônomos têm especulado sobre o que poderia conduzir a tais explosões extremas, que são muito mais brilhantes do que os extremos violentos que as estrelas massivas normalmente experimentam, mas desaparecem em dias, em vez de semanas. A equipe de pesquisa acredita que a atividade de explosão até então desconhecida, que foi estudada por 15 telescópios ao redor do mundo, confirma que o impulsionador deve ser um "cadáver estelar": um buraco negro ou estrela de nêutrons.

"Não achamos que mais nada possa causar esse tipo de explosão", disse Anna Y. Q. Ho, professora de Astronomia da Faculdade de Artes e Ciências, em um comunicado. "Isto encerra anos de debate sobre o que impulsiona este tipo de explosão e revela um método incomumente direto de estudar a atividade de 'cadáveres' estelares", acrescentou.

Anna Ho é a autora principal do estudo publicado com mais de 70 coautores que ajudaram a caracterizar o LFBOT (oficialmente rotulado como AT2022tsd e apelidado de “o diabo da Tasmânia”) e os pulsos de luz resultantes vistos a cerca de um bilhão de anos-luz da Terra. Ela escreveu o programa de computador que detectou o fenômeno em setembro de 2022, enquanto examinava meio milhão de mudanças ou transientes detectados diariamente em uma pesquisa cósmica conduzida pela Zwicky Transient Facility, com sede na Califórnia.

Em dezembro de 2022, enquanto monitoravam de perto o enfraquecimento da explosão, Ho e seus colaboradores Daniel Perley (Universidade John Moores de Liverpool) e Ping Chen (Instituto Weizmann de Ciência) se reuniram para revisar as novas observações feitas e analisadas por Ping: um conjunto de cinco imagens, cada uma com duração de vários minutos. A primeira não mostrava nada, como esperado, mas a segunda captou uma luz seguida por um pico intensamente brilhante no quadro central, que desapareceu rapidamente.

"Ninguém sabia o que dizer", lembra Ho. "Nunca vimos nada parecido, algo tão rápido e com um brilho tão intenso como o da explosão original meses depois, em nenhuma supernova ou LFBOT", disse ela.

Investigando o brilho repentino

Para investigar melhor o brilho abrupto, os investigadores recorreram a colaboradores que contribuíram com observações de mais de uma dúzia de telescópios, incluindo um equipado com uma câmara de alta velocidade. A equipe examinou dados anteriores e descartou outras possíveis fontes de luz.

"Surpreendentemente, em vez de desaparecer continuamente como seria de esperar, a fonte reapareceu brevemente, repetidamente", explica Ho. " Os LFBOTs já são um evento meio estranho e exótico, então isso foi ainda mais estranho", complementou.

Novas descobertas sobre os ciclos de vida estelares

Quais processos que ocorreram exatamente ainda precisam ser estudados, talvez um buraco negro canalizando jatos de material estelar para fora a uma velocidade próxima à da luz. Ho está confiante de que esta investigação irá avançar no objetivo, há muito almejado, de mapear como as propriedades das estrelas em vida podem prever a forma como irão morrer e o tipo de "cadáver" que irão produzir.

No caso dos LFBOTs, a rotação rápida ou um forte campo magnético são provavelmente componentes-chave dos seus mecanismos de lançamento, diz Ho. Também é possível que não sejam supernovas convencionais, mas sim a fusão de uma estrela com um buraco negro. "Poderíamos estar vendo um canal completamente diferente para cataclismos cósmicos", destaca ela.

As explosões incomuns prometem fornecer novos insights sobre os ciclos de vida estelares, que normalmente só são observados em instantâneos de diferentes estágios – estrela, explosão, detritos – e não como parte de um único sistema, afirma Ho. Os LFBOTs podem oferecer a oportunidade de observar uma estrela durante sua transição para a vida após a morte.

Referência da notícia:

Cornell University | Ho, A.Y.Q., Perley, D.A., Chen, P. et al. Minutes-duration optical flares with supernova luminosities. Nature (2023).