Cientistas viram uma estrela explodir em tempo real pela primeira vez

Cientistas viram uma estrela explodir em tempo real pela primeira vez

4 de junho de 2022 0 Por Jonas Estefanski
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Renderização artística de uma estrela supergigante vermelha se transformando em uma supernova Tipo II, emitindo uma violenta erupção de radiação e gás em seu último suspiro antes de entrar em colapso e explodir.

Os astrônomos viram uma estrela gigante explodir em uma supernova ardente pela primeira vez – e o espetáculo foi ainda mais explosivo do que os pesquisadores esperavam. 

Os cientistas começaram a observar a estrela condenada – uma supergigante vermelha chamada SN 2020tlf e localizada a cerca de 120 milhões de anos-luz da Terra – mais de 100 dias antes de seu colapso final e violento, de acordo com um novo estudo publicado em 6 de janeiro no Astrophysical Journal . Durante esse período, os pesquisadores viram a estrela entrar em erupção com flashes brilhantes de luz enquanto grandes bolhas de gás explodiam da superfície da estrela.

Essas pirotecnias pré-supernova foram uma grande surpresa, pois observações anteriores de supergigantes vermelhas prestes a explodir não mostraram vestígios de emissões violentas, disseram os pesquisadores.

“Este é um avanço na nossa compreensão do que as estrelas massivas fazem momentos antes de morrerem”, disse o principal autor do estudo, Wynn Jacobson-Galán, pesquisador da Universidade da Califórnia, Berkeley, em um comunicado . “Pela primeira vez, vimos uma estrela supergigante vermelha explodir!”

Quando grandes estrelas vão boom

As supergigantes vermelhas são as maiores estrelas do universo em termos de volume, medindo centenas ou às vezes mais de mil vezes o raio do sol. (Por mais volumosas que sejam, as supergigantes vermelhas não são as estrelas mais brilhantes nem as mais massivas que existem.)

Como o nosso sol, essas estrelas massivas geram energia através da fusão nuclear de elementos em seus núcleos. Mas por serem tão grandes, as supergigantes vermelhas podem forjar elementos muito mais pesados ​​do que o hidrogênio e o hélio que nosso sol queima. À medida que as supergigantes queimam elementos cada vez mais massivos, seus núcleos ficam mais quentes e mais pressurizados. Em última análise, no momento em que começam a fundir ferro e níquel , essas estrelas ficam sem energia, seus núcleos colapsam e ejetam suas atmosferas externas gasosas para o espaço em uma violenta explosão de supernova tipo II.

Os cientistas observaram supergigantes vermelhas antes de se tornarem supernovas e estudaram as consequências dessas explosões cósmicas – no entanto, eles nunca viram todo o processo em tempo real até agora.

Os autores do novo estudo começaram a observar SN 2020tlf no verão de 2020, quando a estrela cintilou com flashes brilhantes de radiação que a equipe mais tarde interpretou como gás explodindo da superfície da estrela. Usando dois telescópios no Havaí – o telescópio Pan-STARRS1 do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí e o Observatório WM Keck em Mauna Kea – os pesquisadores monitoraram a estrela irritada por 130 dias. Finalmente, no final desse período, a estrela explodiu.

A equipe viu evidências de uma densa nuvem de gás ao redor da estrela no momento de sua explosão – provavelmente o mesmo gás que a estrela ejetou durante os meses anteriores, disseram os pesquisadores. Isso sugere que a estrela começou a sofrer explosões violentas bem antes de seu núcleo entrar em colapso no outono de 2020.

“Nunca confirmamos uma atividade tão violenta em uma estrela supergigante vermelha moribunda, onde a vemos produzir uma emissão tão luminosa, depois entrar em colapso e entrar em combustão, até agora”, disse a coautora do estudo Raffaella Margutti, astrofísica da UC Berkeley, no artigo declaração.

A equipe conclui que essas observações sugerem que a supergigante vermelha sofre mudanças significativas em sua estrutura interna, levando a explosões turbulentas de gás nos últimos meses antes de seu colapso.