Astrônomos aproveitaram uma rara oportunidade para observar, do início ao fim, a morte de uma estrela gigantesca, obtendo uma nova compreensão de como esse tipo de evento pode ocorrer.

As observações começaram em março deste ano, quando o telescópio espacial chinês Einstein Probe detectou um clarão momentâneo de raios X, decorrentes de uma poderosa onda de choque —desencadeada pela explosão no núcleo estelar em colapso— que rompeu a superfície da estrela condenada.

Esse fenômeno é chamado de emergência da onda de choque. Acredita-se que ocorra em todas as supernovas, mas é notoriamente difícil de detectar em razão de sua brevidade. De fato, essa foi a primeira vez desde 2008 que o fenômeno foi observado.

“É preciso contar com um acaso feliz para captá-la em tempo real”, disse o astrônomo Brendan O’Connor, pesquisador de pós-doutorado da Universidade Carnegie Mellon, em Pittsburgh (Estados Unidos). Ele é o autor principal de um dos dois artigos científicos que descrevem a supernova e foram publicados no periódico Astrophysical Journal Letters. O dele saiu no mês passado.

“Podemos pensar na onda de choque como um radar: à medida que ela atravessa as camadas externas da estrela e qualquer material nas proximidades, deixa uma marca no sinal que detectamos em raios X. Podemos usar esses raios X para obter uma visão aproximada e sem precedentes da estrela à beira do colapso”, disse a astrônoma Jillian Rastinejad, bolsista Einstein da Nasa na Universidade de Maryland (EUA). Ela é a autora principal do outro artigo, publicado no começo deste mês.

Os pesquisadores mobilizaram uma verdadeira bateria de telescópios, entre os quais o Observatório de Raios X Chandra, em órbita, e diversas instalações em terra, para dar continuidade às observações por quase três meses, até que, da perspectiva da Terra, a localização da supernova passou para trás do Sol.

A estrela estava localizada a cerca de 500 milhões de anos-luz da Terra, em uma galáxia relativamente próxima. Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano: 9,5 trilhões de quilômetros.

Estimava-se que a estrela tivesse cerca de 30 vezes a massa do Sol antes da supernova.

“Ela estaria entre as estrelas de maior massa, provavelmente maior que Betelgeuse”, comparou Rastinejad, referindo-se a uma das estrelas mais brilhantes do céu noturno e que estaria se aproximando de sua morte –ela fica na Via Láctea, a aproximadamente de 500 anos-luz a 600 anos-luz da Terra.

Acredita-se que a explosão tenha deixado para trás um buraco negro, um objeto excepcionalmente denso, com gravidade tão intensa que nem mesmo a luz consegue escapar dele. Antes da supernova, era uma estrela Wolf-Rayet, um tipo raro e gigantesco que havia perdido suas camadas externas de hidrogênio e hélio por meio de poderosos ventos estelares.

SEM EXPLOSÃO DE RAIOS GAMA

A supernova apresentou muitas características de poderosas explosões estelares frequentemente associadas a um fenômeno chamado explosão de raios gama —um intenso clarão de radiação gama, a forma de luz de maior energia—, mas, nesse caso, não houve evidências de que isso tenha ocorrido.

“Uma das principais questões ainda sem resposta nessa área é por que algumas estrelas massivas em colapso lançam jatos de matéria a velocidades próximas à da luz, que escapam da estrela e produzem explosões de raios gama, enquanto estrelas aparentemente semelhantes não fazem isso”, disse O’Connor.

“A matéria em alta velocidade no jato colide consigo mesma em ondas de choque distintas, produzindo os raios gama que observamos nas explosões de raios gama”, disse O’Connor.

Uma possibilidade é que esse jato tenha sido “sufocado” —impedido de irromper no espaço— pela superfície da estrela ou pelo material denso que a cercava nos estágios finais de sua vida.

“A existência de jatos sufocados foi teorizada décadas atrás, mas eles ainda não foram identificados de forma conclusiva. A diferença entre um jato bem-sucedido e um jato sufocado está em ele se mover rápido o bastante, ou ser potente o suficiente, para romper o material estelar ao redor”, disse O’Connor.

Essa foi a primeira supernova desse tipo observada sem uma explosão de raios gama e um jato de matéria.

“A descoberta mostra que as estrelas de maior massa morrem de mais maneiras do que os astrônomos imaginavam anteriormente”, afirmou Rastinejad.

“Essas supernovas extremas funcionam como laboratórios para os astrofísicos estudarem como as leis da física se comportam em ambientes extremos —com altas densidades, temperaturas elevadas e matéria com massa várias vezes superior à do nosso Sol—, condições que não conseguimos reproduzir aqui na Terra. Ao estudá-las, aprendemos mais sobre as leis do nosso Universo”, explicou a astrônoma.