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Cientistas comprovam novo tipo de supernova que só existia em teoria

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Cientistas comprovam novo tipo de supernova que só existia em teoria
Cientistas comprovam novo tipo de supernova que só existia em teoria

Em 1980, o astrofísico Ken’ichi Nomoto, da Universidade de Tóquio, teorizou a existência de um novo tipo de supernova, apelidada de “supernova de captura de elétrons” que, segundo ele, trazia uma forma diferente de explosão, até então desconhecida pela comunidade científica, mas que se provada real, explicaria muita coisa no Universo.

Trinta e um anos depois, astrofísicos da Universidade da Califórnia (e sua rede de telescópios em Santa Barbara e no Observatório de Las Cumbres) dizem ter encontrado as primeiras evidências que comprovam a sua existência.

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“Supernovas” são eventos explosivos de altíssima capacidade, tidos como a fase final de uma estrela: literalmente, o seu canto de morte. Basicamente, ela desencadeia uma explosão tão intensa e descontrolada que seu brilho de luz ofusca qualquer Sol nas imediações, podendo ser vista de enormes distâncias da galáxia.

A questão é que, até hoje, apenas dois tipos de supernovas foram devidamente observados: o primeiro ocorre com estrelas com mais de 10 vezes a massa do nosso Sol – quando seus núcleos “queimam” toda a sua energia, suas estruturas centrais entram em colapso, causando uma explosão em suas camadas externas e resultando em uma estrela de nêutrons ou um buraco negro.

Imagem mostra a Nebula do Caranguejo, que agora foi comprovada ter nascido de uma supernova de captura de elétrons
A Nebula do Caranguejo é remanescente de uma supernova que, descobriu-se agora, tratar-se de uma supernova de captura de elétrons, um modelo até então não comprovado. Imagem: Nasa/Caltech/Divulgação

O outro modelo é observado em estrelas com oito vezes a massa do nosso Sol ou menos. Aqui, elas se queimam por inteiras ao longo do tempo, deixando para trás um núcleo de cinzas densas conhecido como “anã branca”. Essas anãs podem puxar mais energia de corpos vizinhos à elas – outras estrelas, por exemplo – até que suas massas não comportem mais tanto material e elas explodam em uma detonação termonuclear.

O terceiro tipo, porém, refere-se a um evento intermediário: ocorrendo em estrelas com massa entre oito e 10 vezes a do nosso Sol, essa situação faz com que a pressão interna das estrelas force seus elétrons a se fundirem com núcleos atômicos, causando uma enorme queda dessa pressão. O núcleo da estrela entra em colapso, explodindo e deixando para trás uma estrela de nêutrons um pouco maior que o Sol.

E a observância de um evento do tipo tem implicações interessantes: a Nebulosa do Caranguejo, um vestígio de uma supernova catalogada como “SN 1054”, é suspeita de ter nascido de uma explosão desse tipo. Segundo registros da época de seu nascimento (em meados do ano 1054 d.C), sua explosão foi tão brilhante que iluminou o céu diurno da Terra por 23 dias – e clareou a noite por quase dois anos.

No entanto, era difícil afirmar com veemência que o evento se tratou de uma supernova de terceiro tipo, uma vez que ele ocorreu há cerca de um milênio. “O SN 1054 foi um evento tão espetacular que as pessoas o registraram ao redor do mundo, preservando suas anotações por mil anos”, disse Andy Howell, astrofísico da Universidade da Califórnia, ao Space.com.

O estudo co-assinado por ele refere-se a um evento ocorrido em 2018, quando uma estrela explodiu, no que pode ser o primeiro evento de supernova de captura de elétrons já registrado na era moderna. “Essa é uma conquista importante em nossa compreensão da evolução estelar e da física por trás de uma supernova — quais estrelas explodem e quais não explodem”, disse o co-autor do estudo, Daichi Hiramatsu, também um astrofísico da Universidade da Califórnia.

Apelidada de “SN 2018zd”, essa supernova foi detectada no Japão, em março de 2018, cerca de três horas após sua explosão. Pouco tempo depois, Schuyler Van Dyk, pesquisador sênior baseado no Caltech, na Califórnia, conseguiu uma imagem da mesma supernova, feita pelo telescópio Hubble. Ao compará-la com imagens de arquivo, ele constatou que seu ponto de origem (progenitora) foi uma estrela localizada na galáxia NGC 2146, a 31 milhões de anos luz da Terra. A saber, um ano luz é igual a 9.460.800.000.000 quilômetros.

Conhecendo a estrela progenitora da explosão, os cientistas conseguiram relacionar seis tópicos necessários para comprovar que ela tratou-se de um evento de supernova de captura de elétrons, tais como o tamanho da estrela, ela ter despendido a maior parte de seu material nos espaço e esse material ser majoritariamente constituído de hélio, carbono, nitrogênio, porém pouco oxigênio, explosão e consequências radioativas em menor escala que os outros formatos etc.

“Estou muito feliz de que a supernova de captura de elétrons tenha sido finalmente descoberta, assim como meus colegas e eu já prevíamos que ela existisse”, disse I am very pleased that the electron-capture supernova was finally discovered, which my colleagues and I predicted to exist,” Nomoto. “Esse é um caso maravilhoso de combinação de observações e teoria”.

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