De acordo com a análise de observações em raios-X realizadas através do satélite japonês Suzaku, a estrela cuja explosão foi observada em 1604 pelo astrónomo alemão Johannes Kepler possuiu maior quantidade de elementos pesados que o Sol. Os resultados irão ajudar os astrónomos a entender melhor a diversidade de supernovas de tipo Ia, importantes na investigação do Universo profundo.

"A composição da estrela, o ambiente envolvente e o mecanismo da explosão podem variar consideravelmente entre as supernovas de tipo Ia", disse Sangwook Park, professor assistente de física na Universidade do Texas, em Arlington. "Através de uma melhor compreensão, poderemos aperfeiçoar o nosso conhecimento do Universo para lá da nossa Galáxia e melhorar os modelos cosmológicos que dependem dessas medidas."

A melhor maneira de explorar uma estrela é levar a cabo um exame post-mortem ao escudo de gás quente em rápida expansão produzido pela explosão. Ao identificar assinaturas químicas específicas no remanescente de supernova, os astrónomos podem obter uma imagem mais clara da composição da estrela antes de explodir.

"A supernova de Kepler é uma das explosões de tipo Ia mais recentes conhecidas na nossa Galáxia, pelo que desempenha um papel essencial na melhoria do nosso conhecimento destes eventos", disse Carles Badenes, professor assistente de física e astronomia da Universidade de Pittsburgh.

Usando o instrumento XIS (X-ray Imaging Spectrometer) do satélite Suzaku, os astrónomos observaram o remanescente da supernova de Kepler, em 2009 e 2011. Com uma exposição XIS total de mais de duas semanas, o espectro de raios-X revela várias características de emissões ténues de crómio altamente ionizado, manganésio e níquel, além de uma luminosa linha de emissão de ferro. A detecção de todos os quatro elementos foi crucial para a compreensão da composição da estrela original.

"O instrumento XIS do Suzaku é particularmente adequado a este tipo de estudo graças à sua excelente resolução, alta sensibilidade e baixo ruído de fundo", disse Koji Mori, membro da equipa e professor associado de física aplicada da Universidade de Miyazaki, no Japão.

Os cosmólogos consideram as supernovas de tipo Ia "velas padrão" por libertarem quantidades semelhantes de energia. Ao comparar este padrão com o brilho máximo observado numa supernova de tipo Ia, os astrónomos podem determinar com precisão a sua distância.

A semelhança decorre do facto da estrela que explode ser sempre um remanescente estelar compacto, conhecido como anã branca. Apesar de uma estrela anã branca ser perfeitamente estável individualmente, quando num binário, com outra anã branca ou com uma estrela normal, a situação pode eventualmente tornar-se instável. A estrela normal pode transferir gás para a anã branca, gás que se vai acumulando de forma gradual. Ou, então, num binário de anãs brancas, pode acontecer que as órbitas se encurtem até os dois objectos se fundirem.

Seja como for, quando uma anã branca ultrapassa 1,4 vezes a massa do Sol, em breve surgirá uma supernova. Dentro da anã branca, os núcleos de carbono começam a fundir-se, formando elementos mais pesados e libertando uma grande quantidade de energia. Esta onda de fusão nuclear propaga-se rapidamente pela estrela acabando, em última análise, por a destruir numa explosão brilhante que pode ser detectada a milhares de milhões de anos-luz de distância.

Os astrónomos podem identificar alguns detalhes da composição da anã branca através da determinação da abundância de certos elementos, como o manganésio, que se formaram durante a explosão. Especificamente, a proporção de manganésio para crómio produzidos pela explosão é sensível à presença de uma variante de néon rica em neutrões, o néon-22. Determinar o conteúdo de néon-22 da estrela serve de guia para os cientistas perceberem a abundância de todos os outros elementos mais pesados que o hélio, a que os astrónomos chamam "metais".

Os resultados fornecem fortes evidências de que a anã branca original possuía cerca de três vezes a quantidade de metais encontrados no Sol. O remanescente, que fica a cerca de 23 mil anos-luz de distância na direcção da constelação de Ofiuco, está muito mais próximo da movimentada região central da nossa Galáxia que o Sol. Aí, a formação de estrelas foi talvez mais rápida e eficiente e as sucessivas gerações de estrelas geraram gás interestelar com proporções crescentes de metais. Como resultado, a estrela que veio a brilhar como supernova de Kepler formou-se provavelmente a partir de material que já tinha sido enriquecido com um teor mais elevado de metais.

Embora os resultados do Suzaku não abordem directamente que tipo de sistema binário desencadeou a supernova, indicam que a anã branca não devia ter mais que mil milhões de anos quando explodiu, menos de um quarto da idade actual do Sol.

"Teorias indicam que a idade da estrela e o teor de metais afectam o pico da luminosidade de supernovas de tipo Ia," explicou Park. "Estrelas mais jovens normalmente produzem explosões mais brilhantes que as mais velhas, e é por isso que perceber as diferentes idades das supernovas do tipo Ia é tão importante."

Em 2011, astrofísicos dos Estados Unidos e da Austrália ganharam o Prémio Nobel de Física pela descoberta de que a expansão do Universo está a acelerar, uma conclusão com base em medições de supernovas do tipo Ia. Uma força enigmática chamada energia escura parece ser responsável por essa aceleração e compreender a sua natureza é agora um objectivo principal da ciência. Descobertas recentes do satélite Planck da Agência Espacial Europeia (ESA) revelam que a energia escura compõe 68 por cento do Universo.

Park, Badenes, Mori e os seus colegas discutem estes resultados num estudo que é publicado na edição de 10 de Abril do The Astrophysical Journal Letters e que está disponível on-line.

Lançado em 10 de Julho de 2005, o Suzaku foi desenvolvido no Instituto Japonês do Espaço e Ciência Astronáutica (ISAS), que faz parte da Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA), em colaboração com a NASA e outras instituições japonesas e dos EUA.

Fonte da Notícia: http://www.nasa.gov/mission_pages/astro-e2/news/post-mortem.html