Magnetar poderia ter impulsionado explosão de supernova extremamente brilhante

Cálculos feitos por cientistas descobriram que as estrelas de nêutrons altamente magnetizadas girando rapidamente chamadas de magnetares poderiam explicar a fonte de energia atrás de duas explosões estelares extremamente incomuns.´

Impressão artística de um magnetar impulsionar uma supernova superluminosa e explosões de raios gama.

Explosões estelares conhecidas como supernovas normalmente brilham um bilhão de vezes mais vezes do que o Sol. Supernovas super-luminosas (SLSNe) são uma classe relativamente nova e rara de explosões estelares, 10 a 100 vezes mais brilhante do que as supernovas normais. Mas a fonte de energia da sua super-luminosidade e os mecanismos de explosão são um mistério e permanecem controversos entre os cientistas.

Um grupo de pesquisadores liderados por Melina Bersten, um pesquisador e afiliado membro do Instituto de Astrofísica de La Plata de Kavli IPMU, e incluindo Kavli IPMU Investigador Principal Ken'ichi Nomoto, testou um modelo que sugere que a energia para alimentar a luminosidade dos dois recentemente descobriu SLSNe, SN 2011kl e ASASSN-15lh, é principalmente devido à energia rotacional perdida por um magnetar recém-nascido. Eles analisaram duas supernovas super luminosas recentemente descobertas: 2011kl SN e ASASSN-15lh.

"Estas supernovas podem ser encontradas no universo muito distante, assim, possivelmente, informando-nos as propriedades das primeiras estrelas do universo", disse Nomoto.

Interessantemente, ambas as explosões foram consideradas casos extremos de SLSNe. Em primeiro lugar, SN 2011kl foi descoberta em 2011 e é a primeira supernovas ter uma explosão de raios gama ultra longo, que durou várias horas, enquanto rajadas típicas de raios gama de longa duração desaparecem em questão de minutos. A segunda, ASASSN-15lh, foi descoberta em 2015 e é, possivelmente, a explosão mais luminosa e poderosa já vista, mais de 500 vezes mais brilhantes do que as supernovas normais. Por mais de um mês sua luminosidade foi 20 vezes mais brilhante do que toda a Via Láctea.

A galáxia hospedeira amarelo-laranja (à esquerda), antes da supernova, e depois (direita) quando a luz azul da supernova ASASSN-15lh supera seu crédito galáxia anfitriã: A equipe / ASAS-SN Energia Escura Levantamento / B. Shappee

A equipe realizou cálculos hidrodinâmicos numéricos para explorar a hipótese de magnetar, e acharam que a SLSNe poderia ser entendida no âmbito de supernovas movidas a magnetares. Em particular, para ASASSN-15lh, eles foram capazes de encontrar uma fonte magnetar com propriedades fisicamente permitidas de força do campo magnético e período de rotação. A solução evitou o reino proibido das estrelas de nêutrons giratórias que fariam com que o objeto se rompesse devido às forças centrífugas.

"Estas duas extremos supernovas super-luminosas postam à prova o nosso conhecimento de explosões estelares ", disse Bersten.

Para confirmar os cálculos da equipe, mais observações teriam de ser realizada quando o material ejetado pela supernova deverá tornar-se magro. Os telescópios mais poderosos, incluindo o Telescópio Espacial Hubble, serão necessários para esta finalidade. Se estiver correta, estas observações permitirão aos cientistas sondarem a parte interna de um objeto explodindo, e proporcionarem uma nova visão sobre a sua origem e evolução das estrelas no Universo.

O artigo do grupo foi publicado no Astrophysical Journal Letters em janeiro.

Curvas de luz de ASASSN-15lh e SN 2011kl comparação com 1999em supernovas SN normal e SN 1987A. Crédito: Bersten et al