Pela 1ª vez, cientistas veem estágios iniciais da morte de uma estrela

A morte explosiva de uma estrela — uma supernova — está entre os eventos cósmicos mais violentos do universo, mas a aparência exata desse cataclisma, à medida que se desenrola, permanecia misteriosa. Agora, os cientistas observaram pela primeira vez os estágios iniciais de uma supernova, com uma estrela maciça explodindo em formato semelhante a uma azeitona.

Os pesquisadores usaram o Very Large Telescope, ou VLT, do Observatório Europeu do Sul, sediado no Chile, para observar a supernova, que envolveu uma estrela com aproximadamente 15 vezes a massa do sol, residente em uma galáxia chamada NGC 3621, a cerca de 22 milhões de anos-luz da Terra, na direção da constelação de Hidra. Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano, ou seja, 9,5 trilhões de quilômetros.

A forma dessas explosões vinha sendo difícil de determinar até então, devido à velocidade com que ocorrem, por isso foi preciso agir rapidamente com essa estrela. A explosão foi detectada em 10 de abril de 2024, época em que o astrofísico Yi Yang, da Universidade de Tsinghua, na China, desembarcava de longo voo para São Francisco. O pedido formal de Yang  para apontar o VLT para a supernova foi atendido poucas horas depois,.

Assim, os pesquisadores puderam observar a explosão apenas 26 horas após a detecção inicial e 29 horas depois que o material do interior da estrela rompeu pela primeira vez a superfície estelar.

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O que eles viram foi a estrela cercada por um disco pré-existente de gás e poeira, com a explosão empurrando o material para fora do núcleo estelar, distorcendo o formato da estrela, fazendo com que ela se assemelhasse a uma azeitona vertical. A explosão não fez com que a estrela se desintegrasse em uma forma esférica. Em vez disso, a explosão avançou violentamente para fora em lados opostos da estrela.

“A geometria da explosão de uma supernova fornece informações fundamentais sobre a evolução estelar e os processos físicos que levam a esses fogos de artifício cósmicos”, disse Yang, principal autor do estudo publicado nessa quarta-feira (12) na revista Science Advances.

“Os mecanismos exatos por trás das explosões de supernovas de estrelas massivas, aquelas com mais de oito vezes a massa do Sol, ainda são debatidos e uma das questões fundamentais que os cientistas querem abordar”, disse Yang.

Estrelas grandes desse tipo têm vida relativamente curta. Essa, uma supergigante vermelha, tinha cerca de 25 milhões de anos no momento de sua morte. Em comparação, o Sol tem mais de 4,5 bilhões de anos e ainda tem mais alguns bilhões de anos pela frente.

No momento da explosão, o diâmetro da estrela era 600 vezes maior que o do Sol. Parte da massa da estrela foi expulsa para o espaço. Acredita-se que o restante tenha se transformado em uma estrela de nêutrons, um remanescente estelar altamente compacto, de acordo com o coautor do estudo, Dietrich Baade, astrofísico do Observatório Europeu do Sul, sediado na Alemanha.

Quando uma estrela esgota o combustível de hidrogênio para a fusão nuclear que ocorre em seu centro, seu núcleo entra em colapso, o que faz com que o material seja lançado para fora, penetrando na superfície estelar e no espaço.

“As primeiras observações do VLT capturaram a fase durante a qual a matéria acelerada pela explosão perto do centro da estrela atravessou a superfície da estrela, a fotosfera”, disse Yang.

“Uma vez que o choque rompe a superfície, ele libera imensas quantidades de energia. A supernova então se ilumina dramaticamente e se torna observável. Durante uma fase de curta duração, a forma inicial da supernova pode ser estudada antes que a explosão interaja com o material que circunda a estrela moribunda”, explicou Yang.

Essa forma, disse o cientista, oferece pistas sobre como a explosão foi desencadeada no coração da estrela. As novas observações parecem descartar alguns modelos científicos atuais do processo de explosão, segundo ele, à medida que especialistas refinam sua compreensão da morte de estrelas massivas.

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