NASA/ESA via The New York Times
NASA/ESA via The New York Times

Uma estrela tornou-se uma supernova em 1987. Onde estará agora?

Astrônomos podem ter achado o resto ultradenso de uma explosão que destruiu uma galáxia próxima

Dennis Overbye, The New York Times - Life/Style

26 de agosto de 2020 | 05h00

Foi um dos grandes espetáculos pirotécnicos da história cósmica recente.

No dia 23 de fevereiro de 1987, horário da Terra, uma estrela gigante explodiu diante dos olhos dos astrônomos do mundo todo, espalhando fitas e anéis de um gás brilhante através da Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite na porta de entrada da Via Láctea. Agora, um anel de fumaça da largura de dois terços de um ano luz marca aquela parte do céu: quase 19 sóis de matéria quente brilhante, em parte ainda radioativa, que continua se espalha no universo e que os homens rastreiam diligentemente com instrumentos como o Telescópio Espacial Hubble.

Mas o que faltava nestas observações nos últimos 33 anos era toda e qualquer indicação do núcleo da estrela que explodiu, a semente demoníaca desta catástrofe cósmica. Terá se tornado um buraco negro? Uma pepita densa conhecida como estrela de nêutrons? Ou o núcleo da estrela simplesmente desapareceu? Ninguém sabia.

Até agora.

Há alguns meses, uma equipe de rádio-astrônomos chefiada por Phil Cigan e Mikako Matsuura, da Cardiff University, no País de Gales, anunciou que havia encontrado o que denominou “uma bolha” de poeira que emanava cerca de 100 vezes mais energia do que o nosso sol nos escombros da supernova. Poderia o núcleo desaparecido da estrela morta, uma poderosa migalha de matéria ultra quente conhecida como estrela de nêutrons, ter se escondido ali?

Em maio, uma segunda equipe de teóricos, chefiados por Dany Page da Universidade Nacional Autônoma do México, concluiu que a resposta pode ser afirmativa. Ele calculou que a estrela de nêutrons remanescente da explosão agora deveria ter de 2 milhões a 4 milhões de graus Kelvin, o suficiente para aquecer a bolha.

“Ficamos muito surpresos em ver esta bolha quente formada por uma espessa nuvem de poeira no que restava da supernova”, disse Matsuura. A equipe utilizou o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ou ALMA, uma série de 66 radiotelescópios no deserto do Atacama, no Chile. “Deve haver algo na nuvem que aqueceu a poeira e a faz brilhar”, ela disse.

Se esta fonte de calor se revelar uma estrela de nêutrons, será o mais novo exemplo já encontrado de uma das criações mais excepcionais da natureza. As estrelas de nêutrons são as configurações de matéria mais densas e estáveis do universo - tipicamente com a metade da massa do sol, comprimida em uma bola do tamanho de Boston. Ou todo o Monte Everest encolhido em uma colher de chá. Qualquer outra massa caindo sobre uma estrela de nêutrons poderia fazê-la entrar no colapso sem fim de um buraco negro.

Magnetizadas, girando, as estrelas de nêutrons podem produzir feixes de rádio semelhantes a faróis, conhecidos como pulsares. Ninguém sabe exatamente como elas estão estruturadas. O estudo da evolução das estrelas de nêutrons poderia dar aos físicos uma visão do comportamento da matéria ao extremo. E evidentemente, ela confirmaria os conceitos defendidos há muito tempo pelos astrônomos a respeito do que acontece quando uma estrela morre.

“A estrela de nêutrons se comporta exatamente como esperávamos”, disse James Lattimer, astrofísico da Stony Brook University, em Nova York, e membro da equipe de Page. Mais recentemente, no dia 30 de julho, as equipes publicaram seus resultados em dois trabalhos na revista Astrophysical Journal. Os astrofísicos reagiram cautelosamente, embora com entusiasmo, ao relatório, observando que a estrela de nêutrons em questão continua invisível, pelo menos com a tecnologia atual. E referiram-se com nostalgia à explosão de 1987, evento que influenciou enormemente suas carreiras.

“Esperávamos algo semelhante,” afirmou Adam Burrows da Princeton University, que não fez parte de nenhuma das duas equipes, mas estuda há anos esta supernova.

Robert Kirshner, especialista em supernovas na Gordon and Betty Moore Foundation, em Palo Alto, Califórnia, disse: “Passei quase a metade da minha vida estudando a SN 1987A”.

 

Daniel Holz, astrofísico da Universidade de Chicago, definiu a nova descoberta como “um passo rumo à metade do caminho”. Os astrônomos viram algo brilhando, ele disse, mas “uma coisa é alguns teóricos falarem: ‘Achamos que provavelmente formou uma estrela de nêutrons’, e outra, completamente diferente, é quando os astrônomos encontram realmente as provas de que ali está, de fato, uma estrela de nêutrons.”

A supernova 1987A, como é conhecida, foi a supernova mais próxima da Terra em centenas de anos; a Grande Nuvem de Magalhães fica a apenas 168 mil anos luz de distância. Os astrônomos rapidamente a diagnosticaram como uma supernova do Tipo II, produzida pelo colapso de uma estrela maciça.

No seu auge, no início de verão de 1987, a supernova emanava a energia de 250 milhões de sóis, o que àquela distância a tornava claramente visível e quase tão brilhante quanto as estrelas da Ursa Maior, segundo Kirshner, que a viu a olho nu quando era astrônomo no Chile.

“Mas muito vermelha!” escreveu em um e-mail.

Segundo os astrônomos, há três destinos possíveis para uma estrela que ficou sem combustível e morreu. Ela pode acabar como uma densa cinza quente chamada anã branca, como uma estrela de nêutrons ainda mais quente e densa ou como um buraco negro, dependendo da sua massa inicial e de outros detalhes de sua composição.

A estrela que explodiu foi posteriormente identificada como uma estrela azul gigante, conhecida como Sanduleak -69º 202, que imediatamente desapareceu do céu. No auge, ela era cerca de 19 vezes o tamanho do sol, o que a coloca na categoria que, segundo os astrônomos, deveria produzir uma estrela de nêutrons.

O que reforçou esta convicção foi a subsequente constatação de que horas antes da descoberta da supernova, um pulso de duas dezenas de partículas subatômicas chamadas neutrinos havia se espalhado nos detectores de partículas na Terra. Mensageiros do interior do inferno, eles ultrapassaram a luz visível ao escapar da estrela em colapso.

“Os neutrinos são na realidade a chave do processo da supernova e da estrela de nêutrons”, disse Burrows.

Em julho de 2015, Matsuura e seus colegas vasculharam o remanescente da supernova a uma resolução ultra-elevada com a ALMA. “Achamos que a emissão de poeira no material ejetado é assimétrica”, escreveram no seu relatório.

A bolha quente que se suspeita contenha a estrela de nêutrons encontrava-se em uma região particularmente densa que a equipe chamou de “buraco da fechadura” onde suas emanações moleculares mal poderiam ser detectadas. A bolha brilhava a uma temperatura de 35 graus Kelvin, observaram - apenas 35 graus Celsius acima do zero absoluto - enquanto nos seus arredores a temperatura era apenas 20 graus Kelvin.

Os astrônomos já suspeitavam que o “buraco da fechadura” poderia ser o local onde a estrela de nêutrons se encontrava, se é que ela existia.

A supernova era assimétrica, e com material ejetado voava mais em uma direção do que em outra, fazendo com que o que restava do núcleo retrocedesse na direção oposta a centenas de quilômetros por segundo. O núcleo agora já percorreu cerca de um décimo de um ano-luz desde o local original da explosão, afirmou Matsuura.

Como os astrônomos poderão concluir no final se uma estrela de nêutrons está realmente ali? Se ela se transformar em um pulsar, emitirá ondas de rádio, disse Page. Se não, poderá emitir raios X, que poderão ser vistos pelo Observatório de Raios-X Chandra.

“Em ambos os casos, seria preciso ter a sorte de encontrar um pequeno buraco nos restos de forma a permitir a passagem da radiação”, observou - ou esperar mais algumas décadas para a poeira e o gás se dispersarem pelo "buraco da fechadura".

Matsuura disse que no começo não estava tentando encontrar a estrela de nêutrons. “Eu era ainda uma garota na época da explosão da SN 1987A”, escreveu em um e-mail.

Page estava na universidade na época, e o evento o incentivou a tornar-se um astrônomo, contou. Ele o comparou a uma espécie de “Santo Graal moderno” - afinal, estas explosões criaram os átomos dos quais a Terra e os nossos corpos são feitos.

Mas, acrescentou, mesmo depois de tornar-se um astrônomo profissional, seus meios para solucionar o quebra-cabeça são limitados. “Eu sou um teórico, e esperava justamente que os observadores encontrassem um primeiro sinal, algum dia”, explicou. / TRADUÇÃO DE ANNA CAPOVILLA

The New York Times Licensing Group - Todos os direitos reservados. É proibido todo tipo de reprodução sem autorização por escrito do The New York Times.

Tudo o que sabemos sobre:
ciênciaTelescópioHubbleastronomia

Encontrou algum erro? Entre em contato

Comentários

Os comentários são exclusivos para assinantes do Estadão.

O Estadão deixou de dar suporte ao Internet Explorer 9 ou anterior. Clique aqui e saiba mais.