No início, como uma cena cena de abertura um clássico scifi, não parecia nada de estranho ou incomum sobre o pequeno ponto de luz piscando no céu noturno do sul da Califórnia no início de abril de 2007. Apenas os olhos robóticos da Fábrica supernova nas proximidades, um projeto concebido para espiar distantes explosões estelares, visto que a partir do Observatório Palomar, no alto das colinas entre Los Angeles e San Diego.
Computadores do projeto automaticamente enviou as imagens, seguindo a mesma rotina que começa em dezenas de vezes a cada ano, quando uma estrela distante em sua agonia explode em uma supernova, antes de desaparecer no passado de grande cósmica do universe.This supernova extraordinariamente brilhante chamada SN 2007bi, roubado em uma busca por um telescópio robótico, acaba por ser o primeiro exemplo do tipo de estrelas que primeiro povoaram o Universo. A supernova superbright ocorreu em uma galáxia anã próxima, um tipo de galáxia que é comum, mas tem sido pouco estudado até agora, ea supernova incomum pode ser o primeiro de muitos eventos tais que em breve será descoberto. Apesar do destaque de grandes galáxias elípticas e em espiral, a maioria das galáxias do universo parecem ser galáxias anãs. Estas galáxias pequenas são cerca de cem vezes menor do que a Via Láctea, contendo apenas alguns bilhões de estrelas.
SN 2007bi foi descoberta pela Fábrica de Supernova (SNfactory) sediado no Departamento de Energia dos EUA, Lawrence Berkeley National Laboratory.
Durante o próximo ano e meio os cientistas de Berkeley participou de uma colaboração liderada por Avishay Gal-Yam do Weizmann de Israel Institute of Science para coletar e analisar muito mais dos dados do objeto incomum do espectro como a supernova lentamente desapareceu.
A análise indicou que a estrela supernova precursor só poderia ter sido um gigante pesando pelo menos 200 vezes a massa do nosso Sol e, inicialmente, que contém poucos elementos além de hidrogênio e hélio - uma estrela como as primeiras estrelas no Universo primordial.
"Porque o núcleo só foi cerca de 100 massas solares, o fenômeno de longa hipótese de instabilidade chamado par deve ter ocorrido", diz o astrofísico Peter Nugent. Um membro da SNfactory, Nugent é o co-líder da Cosmologia Computacional Center. "No calor do interior da estrela, raios gama energéticos criou pares de elétrons e pósitrons, que sangravam fora a pressão que sustentou o núcleo contra o colapso."
"SN 2007bi foi a explosão de uma estrela extremamente maciça", diz Alex Filippenko, professor do Departamento de Astronomia na Universidade de Berkeley cuja equipe ajudou a obter, analisar e interpretar os dados. "Mas, em vez de se transformar em um buraco negro como muitos outros astros pesos pesados, o seu núcleo passou por um fugitivo nuclear que estraguei tudo em pedaços. Este tipo de comportamento foi previsto há várias décadas por teóricos, mas nunca de forma convincente observado até agora."
SN 2007bi foi registrada em imagens tomadas como parte da Pesquisa Palomar-QUEST, uma busca automatizada com o Telescópio Oschin de campo largo no California Institute of Technology Palomar Observatory, e foi rapidamente detectada e classificada como uma supernova incomum pelo SNfactory.
O SNfactory tem descoberto até agora quase mil supernovas de todos os tipos e milhares de espectros acumulados, mas tem-se centrado sobre aqueles tipo Ia designado, as "velas padrão" usado para estudar a história da expansão do Universo. SN 2007bi, no entanto, acabou por não ser um tipo Ia. Por um lado, era pelo menos dez vezes mais brilhante.
"O fugitivo termonuclear experimentado pelo núcleo do SN 2007bi lembra que viu nas explosões de anãs brancas como supernovas do tipo Ia", diz Filippenko ", mas em uma escala muito maior e com uma quantidade muito maior de energia."
Nugent contactado Gal-Yam, em seguida, um companheiro postdoctoral Caltech, o investigador principal para a categoria de todos os outros. "Eu perguntei, você está interessado? Ele disse que, com certeza!" Nugent então contactado Filippenko, que estava prestes a realizar uma noite de observação com o telescópio de 10 metros Keck I no cume do Mauna Kea, no Havaí. Filippenko partiu imediatamente para obter um espectro ótico da supernova incomum.
Pesquisadores da Caltech posteriormente adquirida espectros adicionais com o telescópio Keck, como fez equipa Paolo Mazzali, desde o Instituto Max Planck de Astrofísica, em Garching, Alemanha, usando o Very Large Telescope (VLT) no Chile.
Diz Mazzali, "O VLT, Keck e espectros indicou claramente que uma quantidade extremamente grande de material foi ejetado pela explosão, incluindo uma quantidade recorde de níquel radioativo, o que fez com que os gases em expansão a brilhar muito intensamente."
"A parte central da grande estrela tinha fundido com oxigênio perto do fim da sua vida, e estava muito quente", explica Filippenko. "Então os fótons mais energéticos de luz se transformou em pares elétron-pósitron, roubando o núcleo de pressão e fazendo com que ele entre em colapso. Isto levou a uma explosão nuclear descontrolada que criou uma grande quantidade de níquel radioativo, cuja decadência energizado o gás ejectado e mantidos a supernova visível por um longo tempo. "
Gal-Yam organizou uma equipe de colaboradores de diversas instituições para continuar a observar SN 2007bi e obter dados que lentamente desapareceu durante um período de 555 dias. Diz Gal-Yam, "Como nosso acompanhamento observações começaram a rolar, eu imediatamente percebi isso deve ser algo novo. E, de fato, acabou por ser um exemplo fantástico de como nós estamos encontrando novos tipos de explosões estelares."
Porque não tinha linhas de hidrogênio ou de hélio, o esquema de classificação de costume teria marcado a uma supernova Tipo Ic. Mas foi muito mais brilhante do que um Ic tipo comum que lembrou Nugent de apenas um caso anterior, uma supernova SN 1999A designado, encontrado pelo internacional Supernova Cosmology Project, mas, infelizmente, três semanas após o seu brilho máximo.
Compreendendo uma supernova requer um bom histórico de sua ascensão e queda de brilho, ou curva de luz. Embora SN 2007bi foi detectada mais de uma semana depois de seu auge, Nugent mergulhou em anos de dados compilados pela NERSC do SNfactory e outros levantamentos. Ele descobriu que a Catalina Sky Survey registrou SN 2007bi antes de seu brilho máximo e poderão fornecer dados suficientes para calcular a duração da curva ascendente, extraordinariamente longos 70 dias - mais evidências para a identificação dos pares instabilidade.
"É significativo que o primeiro exemplo inequívoco de uma supernova par-instabilidade foi encontrado em uma galáxia anã", diz Nugent. "Elas são incrivelmente pequenos, galáxias muito dim que contêm poucos elementos mais pesados que o hidrogênio e hélio, assim que são modelos do Universo primordial."
Estas galáxias anãs minúsculos poderiam ser remanescentes imaculadas do início do universo, preservando sua composição e as condições de um museu cósmica. O seu grau de conservação pode ser o resultado da sua nanismo pura: devido a gravidade dentro deles é mais fraca do que dentro de uma galáxia normal, uma supernova explodindo dentro que vai ejectar para o exterior de metal ricos em produtos a uma velocidade tal que na maior parte escapam completamente.
Se as condições iniciais do universo foram preservados nestas galáxias anãs, não haveria nenhuma razão para que novas ondas de megastars não deve formar continuamente e morrem dentro de si ao longo do tempo. Se é a ausência de metais que determina o tamanho estelar, estas estrelas de monstros não são restritas aos confins do universo: eles poderiam ser encontrados em qualquer galáxia anã com um baixo teor de metais suficiente, incluindo lugares bem ao alcance de telescópios da Terra.
A descoberta de uma população próxima de megastars em o que equivale a animação suspensa teria implicações enormes para a ciência estelar. Nós não entendemos os processos de formação de estrelas e morte, bem como gostaríamos de pensar.
"É surpreendentemente difícil para obter os modelos de concordar com as observações", disse Gal-Yam. Ele cita o exemplo do ouro, a abundância de que no universo essencialmente desafia qualquer explicação, embora a maioria dos astrónomos assumem que devem de alguma forma ser feita em supernovas. Para encontrar as respostas, que talvez seja necessário olhar mais longe do que galáxias anãs que orbitam a Via Láctea.
Galáxias anãs são onipresentes, mas tão tênue e fraca - "eles levam apenas alguns pixels em uma câmera", diz Nugent ", e até recentemente, com o desenvolvimento do grande campo de projetos como o SNfactory, os astrônomos queria encher o chip com as galáxias "- que eles raramente foram estudados. SN 2007bi deverá concentrar a atenção sobre o que Gal-Yam e seus colaboradores chamam de "laboratórios de fósseis para estudar o Universo primordial."
"No futuro, podemos acabar detectar a primeira geração de estrelas, no início da história do Universo, através de explosões como a da SN 2007bi - muito antes de nós temos a capacidade de ver as estrelas diretamente explosão de pré- ", acrescentou Filippenko.
Com o advento da Fábrica de Palomar multi-institucional transitória, totalmente automatizada, a pesquisa de campo amplo para encontrar transientes, o SNfactory, a Equipe de Near Earth Asteroid e outros levantamentos, os colaboradores esperam que eles vão encontrar muitos mais ultrabright supernovas, ultramassive, revelando o papel destas supernovas na criação do universo observável como a conhecemos hoje.
O Galaxy diário via através de DOE / Lawrence Berkeley National Laboratory e newscientist.com Crédito da imagem: ESA, NASA & P. Anders (Universidade de Göttingen, Alemanha)
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