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Estrelas gigantes dão “pistas” quando estão prestes a explodir em supernova

O pesquisador Ben Davies, da Universidade Liverpool John Moores, parece ter descoberto como as estrelas gigantes indicam que estão em seus momentos finais antes de explodir em supernovas. Apesar de os astrônomos saberem que estas estrelas eventualmente se tornam supernovas, não havia forma de conseguir estimativas precisas de quando isso aconteceria — mas, talvez, as estrelas criem estruturas que ajudem a revelar quando estão próximas de explodir.

Quando as estrelas massivas chegam ao fim de suas vidas, elas passam por algumas etapas violentas: quando ficam sem combustível para a fusão nuclear que ajuda a sustentar suas estruturas, elas esfriam e perdem pressão. Sem a pressão, a gravidade "ganha", fazendo com que a estrela colapse tão rapidamente sobre si própria que surgem enormes ondas de choque. Elas expodem a parte externa da estrela, e então, eis uma supernova.

Após explodirem, as supernovas deixam remanescentes (Imagem: Reprodução/NASA/CXC/GSFC/B. J. Williams et al.;ESA/STScI)
Após explodirem, as supernovas deixam remanescentes (Imagem: Reprodução/NASA/CXC/GSFC/B. J. Williams et al.;ESA/STScI)

No caso, os autores estudaram supernovas do tipo II-P, conhecidas por manter o brilho após a explosão inicial. A equipe se voltou para catálogos antigos e encontrou imagens de estrelas antes de explodirem: eles notaram que todas pareciam ser supergigantes vermelhas parecidas com a estrela Betelgeuse, o que sugere serem fortes candidatas a supernovas.

Normalmente, as estrelas que formam estas supernovas contêm envelopes densos de matéria antes de explodirem. Os modelos usados pelos pesquisadores mostraram que estas estruturas podem surgir de diferentes formas: em uma delas, a estrela emite ventos a alta velocidade de sua superfície, que lentamente arrancam pedaços dela e formam esta cobertura após algumas décadas.

Outra possibilidade é a estrela sofrer uma explosão pré-supernova poderosa, que libera até 10% da massa do Sol em menos de um dia. Depois, eles modelaram como o material afeta as imagens das estrelas, e descobriram que em ambos os casos, a cobertura criada pela estrela irá escondê-la das tecnologias disponíveis atualmente.

Algumas supernovas se mantêm mais brilhantes devido a uma espessa cobertura de material (Imagem: Reprodução/ESO/M. Kornmesser)
Algumas supernovas se mantêm mais brilhantes devido a uma espessa cobertura de material (Imagem: Reprodução/ESO/M. Kornmesser)

Com o aquecimento do material da onda de choque inicial, o brilho da explosão dura mais porque há mais matéria ali capaz de mantê-la “acesa” mesmo após o primeiro sinal do que estava por vir. É também devido ao envelope que estas supernovas são visíveis mais rapidamente: quando a explosão inicial acontece, a onda de choque encontra o material ao redor da estrela e perde força.

Há imagens diretas de algumas estrelas nas etapas pré-supernovas capturadas menos de 10 anos antes da “detonação” delas. Portanto, os autores concluíram que quando uma estrela supergigante cria uma camada espessa de material ao redor de si própria, é provável que ela exploda em supernova em alguns anos.

O artigo com os resultados do estudo foi aceito para publicação na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e pode ser acessado no repositório online arXiv, sem revisão de pares.

Fonte: Canaltech

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