O Galaxy NGC 7424, conforme imagem de Gêmeos. Clique para ampliar
Quando uma supernova foi descoberta em dezembro de 2001, os astrônomos imediatamente a classificaram como Tipo II - quando uma estrela gigantesca fica sem combustível e explode. Mas então o hidrogênio revelador que o cercava desapareceu, e os astrônomos tiveram que reclassificá-lo como uma supernova Tipo I - quando uma anã branca rouba matéria de um companheiro. Os astrônomos que usam o telescópio Gemini no Chile acham que resolveram o mistério. Eles encontraram uma estrela companheira deixada para trás quando a supernova explodiu; isso estava fornecendo hidrogênio e mascarando a supernova original.
Usando o telescópio Gemini South no Chile, os astrônomos australianos descobriram uma estrela "companheira" prevista deixada para trás quando seu parceiro explodiu como uma supernova muito incomum. A presença do companheiro explica por que a supernova, que parecia um tipo de estrela explosiva, parecia mudar de identidade depois de algumas semanas.
As observações de Gêmeos foram originalmente destinadas a ser um reconhecimento para imagens posteriores com o Telescópio Espacial Hubble. "Mas os dados de Gêmeos eram tão bons que obtivemos nossa resposta imediatamente", disse o investigador principal, Dr. Stuart Ryder, do Observatório Anglo-Australiano (AAO).
O renomado caçador de supernovas australiano Bob Evans viu pela primeira vez a supernova em dezembro de 2001. Ela fica nos arredores de uma galáxia espiral NGC 7424, que fica a cerca de 37 milhões de anos-luz de distância na constelação do sul de Grus (o guindaste).
A supernova foi monitorada durante o próximo mês por telescópios ópticos no Chile. As supernovas são classificadas de acordo com os recursos em seus espectros ópticos. O SN2001ig mostrou inicialmente os sinais reveladores do hidrogênio, que o etiquetou como supernova do Tipo II, mas o hidrogênio posteriormente desapareceu, colocando-o na categoria do Tipo I.
Mas como uma supernova poderia mudar seu tipo? Apenas algumas dessas supernovas, classificadas como "Tipo IIb" para indicar sua curiosa mudança de identidade, já foram vistas. Apenas um (chamado SN 1993J) estava mais próximo que o SN 2001ig.
Os astrônomos que estudavam o SN1993J haviam sugerido uma explicação: o progenitor da supernova tinha uma estrela companheira que retira o material da estrela antes que ela explodisse. Isso deixaria apenas um pouco de hidrogênio no progenitor - tão pouco que poderia desaparecer do espectro da supernova em poucas semanas.
Uma década depois, observações com o Telescópio Espacial Hubble em órbita e um dos telescópios Keck no Havaí confirmaram que o SN 1993J realmente tinha um companheiro. Ryder e colegas se perguntaram se o SN2001ig também poderia ter um companheiro.
Logo depois que o SN2001ig foi descoberto, Ryder e seus colegas começaram a monitorá-lo com um radiotelescópio, o CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization) da Australia Telescope Compact Array no leste da Austrália. As emissões de rádio não diminuíram suavemente com o tempo, mas mostraram solavancos e quedas regulares. Isso sugeria que o material no espaço ao redor da estrela que explodiu - que deve ter sido derramado no final de sua vida - era incomumente irregular.
Embora os nódulos pudessem representar matéria periodicamente derramada da estrela em convulsão, seu espaçamento era tal que outra explicação parecia mais provável: que eles foram gerados por um companheiro em uma órbita excêntrica. Enquanto orbitava, o companheiro teria varrido o material derramado pelo progenitor em um padrão espiral (cata-vento), com pedaços mais densos no ponto da órbita-periastron - onde as duas estrelas se aproximavam mais.
Essas espirais foram fotografadas em torno de estrelas quentes e massivas chamadas estrelas Wolf-Rayet pelo Dr. Peter Tuthill, da Universidade de Sydney, usando os telescópios Keck. Os solavancos na curva de luz do rádio do SN2001ig foram espaçados de maneira consistente com a curvatura de uma das espirais que Tuthill imaginou.
"A teoria da evolução estelar sugere que uma estrela Wolf-Rayet com um companheiro massivo poderia produzir esse tipo incomum de supernova", disse Ryder.
Se o progenitor da supernova tiver um acompanhante, poderá ser visível quando os restos da supernova tiverem desaparecido. Assim, os astrônomos pediram para observar com a câmera GMOS (Gemini Multi-Object Spectrograph) no telescópio Gemini South de 8 metros.
Quando chegou a hora de observar, as “condições de observação” (estabilidade da atmosfera) eram excelentes. Foram necessárias apenas uma hora e meia para criar imagens do campo da supernova - e revelar um objeto parecido com um ponto verde-amarelo no local da explosão da supernova.
"Acreditamos que este é o companheiro", disse Ryder. "É vermelho demais para ser um pedaço de hidrogênio ionizado e azul demais para fazer parte do próprio remanescente da supernova".
O companheiro tem uma massa entre 10 e 18 vezes a do sol. Os astrônomos esperam usar o GMOS novamente nos próximos meses para obter um espectro do companheiro, para refinar essa estimativa.
Companheiros binários poderiam explicar grande parte da diversidade observada nas supernovas, sugere Ryder. "Conseguimos mostrar que o comportamento camaleônico do SN2001ig tem uma explicação surpreendentemente simples", disse ele.
Esta é apenas a segunda vez que uma estrela companheira de uma supernova do Tipo IIb é fotografada e a primeira vez que a imagem é feita a partir do solo.
Um artigo sobre as observações, "Uma investigação post mortem da supernova Tipo IIb 2001ig", co-autoria de Ryder, Clair Murrowood, estudante de pós-graduação da Universidade da Tasmânia e ex-astrônomo da AAO, Dr. Raylee Stathakis, foi publicado on-line no Monthly Notices of the Royal Sociedade Astronômica em 2 de maio. Também está disponível AQUI.
Fonte original: Observatório Gemini
