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8 janeiro 2007

Ao longo de mais de 10 anos, 17 supernovas foram regularmente observadas com o VLT (ESO) e com o telescópio de 2.1 metros Otto Struve do Observatório McDonald.

O objectivo destas observações foi perceber qual a forma e estrutura da nuvem de matéria ejectada por uma uma explosão de supernova. Neste caso as supernovas estudadas foram as do tipo Ia. Estas supernovas são o resultado da explosão de anãs brancas estrelas pequenas, mas muito densas que fazem parte de binários. À medida que a estrela companheira perde material para a anã branca, esta atinge um valor crítico de massa que tem como consequência uma instabilidade que acaba por ser fatal e proporcionar a explosão de supernova. No entanto, o que está na origem da explosão inicial, e como ela atravessa a estrela, é algo que não é ainda conhecido por completo.

As supernovas observadas pela equipa de Lifan Wang da Universidade A&M do Texas (EUA) têm lugar em galáxias distantes e por isso não é possível observá-las com as convencionais técnicas de observação, entre as quais se encontra a interferometria. Assim a equipa determina a forma dos invólucros de matéria da explosão registando a polarização da luz proveniente das estrelas moribundas.

A polarização baseia-se no facto da luz ser composta por ondas electromagnéticas que oscilam em determinadas direcções. A reflexão ou espalhamento acontece em dadas direcções de um campo eléctrico e magnético em detrimento de outras. É por esta razão que alguns óculos escuros conseguem filtrar o brilho da luz do sol reflectida pelas águas de um lago.

Quando a luz se espalha através dos detritos de uma supernova, retém informação acerca da orientação das camadas de matéria. Se a explosão for simetricamente esférica todas as orientação estarão presentes de forma equivalente, o que anulará qualquer efeito de polarização. No entanto, se o material no invólucro não tiver forma esférica, alguma informação de polarização estará presente na luz. É a polarimetria de "banda-larga" a técnica que permite fazer este tipo de estudo. Se informação espectral adicional estiver disponível é possível perceber se a assimetria está presente no contínuo do espectro ou em algumas linhas espectrais.

No caso das supernovas Ia os astrónomos descobriram que a polarização no contínuo é tão pequena que a forma genérica da explosão é grosseiramente esférica, mas a polarização presente nas linhas espectrais que apresentam um forte desvio para o azul são a prova que nas regiões exteriores existem pedaços de matéria com uma composição química peculiar.

"O nosso estudo mostra que as explosões de supernovas do tipo Ia são na verdade fenómenos tridimensionais", afirma Dietrich Baada (ESO). As regiões exteriores da nuvem de matéria são assimétricas e nela podem encontrar-se "pedaços" de material, enquanto que as regiões mais interiores são mais homogéneas, mais "suaves".

Os resultados agora obtidos tem algum impacto no uso das supernovas do tipo Ia como velas padrão no cálculo de distâncias no Universo. "Este tipo de supernova é usado como método de determinação de distâncias e medida para a taxa de aceleração da expansão do Universo, assumindo por princípio que estes objectos se comportam de uma maneira uniforme. No entanto, assimetrias podem introduzir nos cálculos das grandezas observadas dispersões.", afirmou Ferdinando Patat (ESO).

"A nossa descoberta impõe também alguns fortes limites aos modelos de explosões termonucleares de supernovas.", afirmou Wang. Os actuais modelos sugerem que os agregados de matéria têm origem num processo de "queima-lenta" denominado "deflagração", que tem como resultado um rasto irregular de "cinzas" . A uniformidade das regiões interiores da explosão da estrela implica que num dado momento a deflagração dá lugar a um processo mais violenta, a "detonação", que viaja a velocidades supersónicas - tão veloz que apaga as assimetrias nas "cinzas" que são deixadas para trás pelo processo mais lento, que é a primeira fase da explosão.

Para mais informações
http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2006/pr-44-06.html

1. Uma explosão com “pedaços” – impressão artística (©ESO)