Esta fotografia de raios X de Chandra mostra Cassiopeia A (Cas A, para abreviar), o remanescente de supernova mais jovem da Via Láctea.
(Imagem: © NASA / CXC / MIT / UMass Amherst / M.D.Stage et al.)
Uma estrela ofuscantemente brilhante aparece em um canto do céu noturno - ela não estava lá há apenas algumas horas atrás, mas agora queima como um farol.
Essa estrela brilhante não é realmente uma estrela, pelo menos não mais. O ponto brilhante da luz é a explosão de uma estrela que chegou ao fim de sua vida, também conhecida como supernova.
As supernovas podem ofuscar brevemente galáxias inteiras e irradiar mais energia do que nosso sol durante toda a sua vida. Eles também são a principal fonte de elementos pesados no universo. Segundo a NASA, as supernovas são "a maior explosão que ocorre no espaço".
História das observações de supernova
Várias civilizações registraram supernovas muito antes de o telescópio ser inventado. A supernova mais antiga registrada é a RCW 86, que os astrônomos chineses viram em 185 dC. Seus registros mostram que essa "estrela convidada" permaneceu no céu por oito meses, segundo a NASA.
Antes do início do século XVII (quando os telescópios se tornaram disponíveis), havia apenas sete supernovas registradas, segundo a Encyclopedia Britannica.
O que conhecemos hoje como a Nebulosa do Caranguejo é a mais famosa dessas supernovas. Astrônomos chineses e coreanos registraram essa explosão estelar em seus registros em 1054, e os nativos americanos do sudoeste também podem ter visto (de acordo com pinturas rupestres vistas no Arizona e no Novo México). A supernova que formou a Nebulosa do Caranguejo era tão brilhante que os astrônomos podiam vê-la durante o dia.
Outras supernovas que foram observadas antes da invenção do telescópio ocorreram em 393, 1006, 1181, 1572 (estudadas pelo famoso astrônomo Tycho Brahe) e 1604. Brahe escreveu sobre suas observações sobre a "nova estrela" em seu livro "De nova stella, "que deu origem ao nome" nova ". Uma nova difere de uma supernova, no entanto. Ambas são explosões repentinas de brilho quando gases quentes são expelidos para fora, mas para uma supernova, a explosão é cataclísmica e significa o fim da vida da estrela, de acordo com a Encyclopedia Britannica.
O termo "supernova" não foi usado até a década de 1930. Seu primeiro uso foi por Walter Baade e Fritz Zwicky no Observatório Mount Wilson, que o usaram em relação a um evento explosivo que observaram, chamado S Andromedae (também conhecido como SN 1885A). Foi localizado na galáxia de Andrômeda. Eles também sugeriram que as supernovas acontecem quando estrelas comuns colapsam em estrelas de nêutrons.
Na era moderna, uma das supernovas mais famosas foi a SN 1987A de 1987, que ainda está sendo estudada pelos astrônomos porque eles podem ver como uma supernova evolui nas primeiras décadas após a explosão.
Morte estrela
Em média, uma supernova ocorrerá aproximadamente uma vez a cada 50 anos em uma galáxia do tamanho da Via Láctea. Em outras palavras, uma estrela explode a cada segundo em algum lugar do universo e algumas delas não estão muito longe da Terra. Cerca de 10 milhões de anos atrás, um aglomerado de supernovas criou a "Bolha Local", uma bolha de gás com forma de amendoim de 300 anos-luz de comprimento no meio interestelar que circunda o sistema solar.
Exatamente como uma estrela morre depende em parte de sua massa. Nosso sol, por exemplo, não tem massa suficiente para explodir como uma supernova (embora as notícias para a Terra ainda não sejam boas, porque quando o sol ficar sem combustível nuclear, talvez em alguns bilhões de anos, ele irá inchar em um gigante vermelho que provavelmente vaporizará nosso mundo, antes de gradualmente esfriar em uma anã branca). Mas com a quantidade certa de massa, uma estrela pode queimar em uma explosão de fogo.
Uma estrela pode ser supernova de duas maneiras:
- Supernova tipo I: a estrela acumula matéria de um vizinho próximo até que uma reação nuclear descontrolada acenda.
- Supernova tipo II: a estrela fica sem combustível nuclear e entra em colapso sob sua própria gravidade.
Supernovas tipo II
Vejamos o Tipo II mais emocionante primeiro. Para uma estrela explodir como uma supernova do Tipo II, ela deve ser várias vezes mais massiva que o sol (as estimativas variam de oito a 15 massas solares). Como o sol, acabará ficando sem hidrogênio e, em seguida, combustível de hélio em seu núcleo. No entanto, terá massa e pressão suficientes para fundir o carbono. Aqui está o que acontece a seguir:
- Elementos gradualmente mais pesados se acumulam no centro e ficam em camadas como uma cebola, com elementos se tornando mais claros na direção da parte externa da estrela.
- Quando o núcleo da estrela ultrapassa uma certa massa (o limite de Chandrasekhar), a estrela começa a implodir (por esse motivo, essas supernovas também são conhecidas como supernovas de colapso do núcleo).
- O núcleo esquenta e se torna mais denso.
- Eventualmente, a implosão ricocheteia no núcleo, expelindo o material estelar para o espaço, formando a supernova.
O que resta é um objeto ultra-denso chamado estrela de nêutrons, um objeto do tamanho de uma cidade que pode acumular a massa do sol em um espaço pequeno.
Existem subcategorias de supernovas do tipo II, classificadas com base em suas curvas de luz. A luz das supernovas do tipo II-L diminui constantemente após a explosão, enquanto a luz do tipo II-P permanece constante por um tempo antes de diminuir. Ambos os tipos têm a assinatura de hidrogênio em seus espectros.
Estrelas muito mais massivas que o sol (cerca de 20 a 30 massas solares) podem não explodir como uma supernova, pensam os astrônomos. Em vez disso, eles colapsam para formar buracos negros.
Supernovas tipo I
As supernovas do tipo I não possuem assinatura de hidrogênio em seus espectros de luz.
Pensa-se que as supernovas do tipo Ia são originárias de estrelas anãs brancas em um sistema binário próximo. À medida que o gás da estrela companheira se acumula na anã branca, a anã branca é comprimida progressivamente e, eventualmente, desencadeia uma reação nuclear descontrolada que eventualmente leva a uma explosão cataclísmica de supernova.
Os astrônomos usam as supernovas do tipo Ia como "velas padrão" para medir distâncias cósmicas, porque todos pensam que brilham com brilho igual em seus picos.
As supernovas do tipo Ib e Ic também sofrem colapso do núcleo, assim como as supernovas do tipo II, mas perderam a maior parte de seus envelopes externos de hidrogênio. Em 2014, os cientistas detectaram a estrela companheira fraca e difícil de localizar em uma supernova do tipo Ib. A pesquisa consumiu duas décadas, pois a estrela companheira brilhava muito mais fraca que a supernova brilhante.
Pego em flagrante
Estudos recentes descobriram que as supernovas vibram como alto-falantes gigantes e emitem um zumbido audível antes de explodir.
Em 2008, os cientistas pegaram uma supernova no ato de explodir pela primeira vez. Enquanto olhava para a tela do computador, a astrônoma Alicia Soderberg esperava ver a pequena mancha brilhante de uma supernova de um mês. Mas o que ela e seu colega viram foi uma estranha e extremamente brilhante explosão de raios-X de cinco minutos.
Com essa observação, eles se tornaram os primeiros astrônomos a pegar uma estrela no ato de explodir. A nova supernova foi apelidada de SN 2008D. Estudos posteriores mostraram que a supernova tinha algumas propriedades incomuns.
"Nossas observações e modelagem mostram que este é um evento bastante incomum, para ser melhor compreendido em termos de um objeto situado na fronteira entre supernovas normais e explosões de raios gama", Paolo Mazzali, astrofísico italiano do Padova Observatory and Max- O Instituto Planck de Astrofísica, disse ao Space.com em uma entrevista de 2008.
Reportagem adicional de Elizabeth Howell e Nola Taylor Redd, colaboradores do Space.com
Recursos adicionais
- Na revista Science, os astrônomos discutem "A Metamorfose da Supernova SN 2008D".
- Em Astronomia e Astrofísica, os astrônomos colaboraram em um artigo, "Restrições à emissão de neutrinos de alta energia do SN 2008D".
- Um comunicado de imprensa da NASA em 2008 anuncia a observação de uma supernova explodindo.
