Cientistas descobrem tipo totalmente novo de explosão estelar

Cientistas observaram uma supernova a explodir durante apenas algumas semanas, o que despertou a sua atenção pela rapidez do processo.

As supernovas são os estágios finais da vida de algumas estrelas. Quando uma estrela se torna uma supernova explode num brilhante espetáculo de luzes. Este é um processo tão grande que geralmente dura meses.

Por isso, uma supernova que dura apenas algumas semanas fez com que os astrónomos prestassem bastante atenção e acabassem por testemunhar um tipo de explosão estelar nunca antes observado.

A supernova em questão é a KSN 2015K, e atingiu o brilho máximo e desapareceu completamente em menos de um mês, 10 vezes mais rápido do que outras supernovas de brilho semelhante.

De acordo com uma equipa internacional de cientistas, a explicação mais provável é que a estrela tenha sido envolta por um manto de gás e poeira que já tinha sido ejetado da própria, por isso só se teria tornado visível depois de a poeira ter sido expelida pela onda de choque da supernova.

“Descobrimos outra maneira pela qual as estrelas morrem e distribuem material de volta para o espaço”, disse o astrónomo Brad Tucker, da Universidade Nacional da Austrália.

Eventos como este já foram capturados antes. São chamados transientes luminosos de evolução rápida, ou FELTs, e confundiram astrónomos porque não se alinham com os modelos tradicionais de supernovas.

O KSN 2015K foi capturado pelo telescópio Kepler em 2015, que fotografou o evento a cada 30 minutos durante toda a sua duração – dando um nível de detalhe sem precedentes sobre essas explosões peculiares de luz.

Em pouco mais de dois dias, a KSN 2015K alcançou um pico de brilho comparável ao de uma supernova Tipo Ia – a explosão de uma anã branca num sistema binário. Numa semana, o brilho caiu para metade e desapareceu completamente em apenas 25 dias.

A equipa descobriu que a curva de luz combinava com a de uma supernova depois de a estrela explodir – sem a esperada acumulação que geralmente acontece – se um casulo de materiais tivesse escondido a estrela de vista.

Isso explicaria como a supernova pode ter acontecido tão rapidamente. Quando as estrelas morrem, podem lançar grande parte da sua massa na forma de gás e poeira no espaço à sua volta. Normalmente, isso é iluminado por dentro pela própria estrela, mas se este casulo fosse denso o suficiente, teoricamente poderia esconder a luz.

Os cientistas ainda especulam o que pode ter criado um casulo de material em torno de uma estrela instável tão pouco tempo antes da sua morte. Existem várias possibilidades, mas as supernovas Tipo Ia geralmente produzem uma incrível quantidade de níquel radioativo.

Como muito pouco níquel foi observado no caso da KSN 2015K, a explicação mais provável, então, é que fosse uma estrela de ramo gigante assintótica – uma gigante vermelha de massa média a baixa que ganha brilho enquanto morre. Se a KSN 2015K estivesse na extremidade de maior massa desse tipo de estrela, com um vento muito lento e empoeirado a soprar à sua volta, isso poderia ter criado o seu casulo. No entanto, as supernovas gigantes vermelhas não são tão brilhantes quanto as supernovas anãs brancas.

Quando o núcleo da estrela desmoronou, a enorme quantidade de energia cinética produzida pela explosão ter-se-ia convertido em luz quando bateu no casulo, representando o pico extremamente brilhante da curva de luz.

Os astrónomos já acreditaram que as FELTs poderiam ser o resplendor de uma explosão de raios gama – os eventos mais explosivos do universo. Também pensavam que as FELTs poderiam ser uma supernova fracassada num sistema de duas estrelas em órbita, ou uma supernova turbinada por uma estrela de neutrões com um forte campo magnético.

“Quando vi pela primeira vez os dados do Kepler e percebi quão curto este evento foi, o meu queixo caiu”, disse Armin Rest, um dos autores do estudo, num comunicado da NASA. “Recolhemos uma incrível curva de luz. Esta é uma nova maneira de as estrelas massivas morrerem e distribuírem material de volta ao espaço”, acrescenta Rest, que trabalha no Space Telescope Science Institute, em Baltimore.

Essa nova visão das supernovas é um subproduto da atividade principal do telescópio Kepler: pesquisar os céus por exoplanetas. Os próximos passos para a pesquisa, diz Rest, serão encontrar mais FELTs com sofisticados telescópios de caça a planetas e aperfeiçoar ainda mais o novo modelo.

Mais observações ajudarão a verificar a hipótese do casulo de gás e poeira – e os próximos telescópios, como o TESS da NASA, poderão examinar as FELTs com mais detalhes e ajudar a aprender mais sobre as estrelas progenitoras.

“Este trabalho também tem outro legado”, escreveu o astrofísico JJ Eldridge, da Universidade de Auckland. “Mostra que as observações de cadência ultra-altas do céu serão uma área rica para descobertas futuras. Por milhares de anos pensamos que o céu era imutável. Então as observações de supernovas galácticas detalhadas em registos históricos pelo mundo mostraram-nos que o céu estava a mudar em escalas de tempo humanas. Agora, essas observações da KSN 2015K mostraram que a morte das estrelas pode ser ainda mais rápida do que pensávamos”.