Explosão estelar rara é vista a bilhões de anos-luz da Terra
Cientistas anunciaram nesta quarta-feira (20) a observação de uma das explosões mais raras e impressionantes já registradas no espaço (veja representação artística no vídeo ACIMA).
Batizado de SN 2021yfj, o evento ocorreu a 676 milhões de anos-luz da Terra e chamou a atenção por permitir que pesquisadores acompanhassem, de forma inédita, o interior de uma estrela gigante no momento de sua explosão, ou seja, uma supernova.
🎇ENTENDA: Supernova é a explosão que acontece quando uma estrela muito grande, pelo menos oito vezes maior que o nosso Sol, chega ao fim de sua vida. É um dos eventos mais brilhantes do Universo, podendo ser visto a bilhões de quilômetros de distância.
Durante sua vida, uma estrela massiva funciona como uma fábrica de elementos químicos. O hidrogênio, o gás mais simples, vai sendo transformado em hélio.
Depois, surgem carbono, oxigênio e outros elementos mais pesados. Isso gera uma estrutura em camadas, parecida com uma cebola: as mais externas são formadas por gases leves, enquanto no interior estão silício, enxofre e ferro.
“Quando uma estrela nasce, ela é essencialmente uma esfera de hidrogênio, o elemento mais abundante do Universo. A temperatura e a pressão no núcleo da estrela são tão altas que o hidrogênio se funde em hélio. Em seguida, o hélio se funde em carbono, e assim por diante, até que o ferro seja produzido”, explica ao g1 Steve Schulze, pesquisador da Northwestern University, em Evanston (EUA), e autor do estudo.
Ilustração artística da supernova SN 2021yfj, que perdeu suas camadas externas antes da explosão e expeliu materiais como silício (cinza), enxofre (amarelo) e argônio (roxo).
Keck Observatory/Adam Makarenko
Assim, o que os cientistas nunca haviam conseguido observar diretamente era justamente uma dessas camadas profundas. Isso acontece porque a violência das explosões costuma misturar tudo, escondendo toda essa organização.
“Esse processo transforma a estrela em uma estrutura em camadas: hidrogênio na parte externa, seguido por hélio, depois camadas de carbono/oxigênio, magnésio/neônio/oxigênio, oxigênio/silício/enxofre e, por fim, ferro no centro. Assim, a camada rica em silício e enxofre fica enterrada sob muitos outros materiais e, portanto, é inacessível em circunstâncias normais, tornando quase impossível observá-la diretamente”, acrescenta o cientista.
Com a SN 2021yfj, porém, foi diferente. A estrela perdeu parte de suas camadas externas pouco antes da explosão, deixando exposta uma concha de silício e enxofre.
Quando o restante da estrela explodiu, o material em expansão colidiu com essa camada, fazendo-a brilhar como um sinal luminoso que pôde ser captado por telescópios aqui na Terra
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Mistérios sobre o fim das estrelas
Segundo os autores da pesquisa, a observação confirma que a teoria estava certa: estrelas realmente têm essa estrutura em “cascas” até chegar ao núcleo. Mas o achado também trouxe novas perguntas.
A principal delas envolve a detecção de hélio no mesmo ambiente que o silício e o enxofre, elementos forjados em estágios muito avançados da vida de uma estrela.
Em teoria, o hélio deveria ser consumido em fases anteriores, quando serve de combustível para a produção de carbono e oxigênio. Por isso, não faria sentido encontrá-lo misturado a camadas tão profundas.
Outra questão é entender como a estrela conseguiu perder tanta massa em tão pouco tempo. Os cientistas estimam que algo equivalente a três sóis foi expelido em questão de anos ou décadas antes da explosão.
Esse “sinal inesperado” sugere duas possibilidades: ou houve algum tipo de mistura entre as camadas internas da estrela, ou então os modelos atuais de evolução estelar ainda precisam ser ajustados para explicar melhor o que acontece nos instantes finais da vida desses astros
“[Essa descoberta] confirma de forma direta que as estrelas realmente têm as camadas previstas até chegar ao silício e ao enxofre”, explicaram os astrofísicos Anya Nugent (da Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics) e Peter Nugent (do Lawrence Berkeley National Laboratory) em análise publicada na Nature.
Eles ressaltam também que o achado “abre novos mistérios sobre como as estrelas massivas morrem”.
Um evento raríssimo
Supernovas como a SN 2021yfj são extremamente incomuns. Estima-se que apenas uma em cada mil explosões no Universo apresente essas características, em que a estrela se “despede” de suas camadas externas logo antes de morrer.
Ainda assim, são justamente esses eventos raros que permitem avanços importantes na astronomia.
Na prática, eles ajudam a entender como se formam os elementos que compõem planetas como a nossa Terra. O silício, o ferro e o enxofre detectados nessa explosão, por exemplo, estão diretamente ligados à formação de mundos rochosos e, indiretamente, da própria vida.
O Observatório Vera C. Rubin, no Chile, que iniciou operações neste ano, deve inclusive identificar milhões de supernovas ao longo da próxima década. Mas astrônomos reconhecem que será difícil flagrar outro evento tão singular quanto o da SN 2021yfj.
“No futuro, levantamentos do céu combinados com telescópios menores podem ajudar a identificar eventos semelhantes ao SN2021yfj. Para cada candidato, é fundamental obtermos um espectro que permita procurar as linhas de emissão de elementos como silício e enxofre”, acrescenta Schulze.
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