Explosão da supernova SN2007bi

Astrônomos assistiram à morte violenta daquela que constituía provavelmente a estrela de maior massa que já foi detectada. A explosão da supernova, que durou meses, foi estimada como tendo gerado o equivalente a mais de 50 sóis de diferentes elementos, que no futuro poderão se tornar componentes na formação de novos sistemas solares.

A explosão designada SN2007bi foi avistada como parte de um levantamento digital cujo objetivo era a busca de supernovas, empreendido por astrônomos do Observatório de Palomar, perto de San Diego, Califórnia.

© Nature (SN2007bi)

Uma das supernovas observadas era especialmente digna de atenção, recorda Avishay Gal-Yam, astrônomo do Instituto Weizmann de Ciência, em Rehovot, Israel, e membro da equipe que conduziu o levantamento.

A detonação foi observada pela primeira vez em 6 de abril de 2007 mas, diferentemente da maioria das supernovas, seu brilho não desapareceu em questão de semanas, e ela continuou queimando por meses, em ritmo muito forte.

"Foi um processo muito, muito lento", disse Gal-Yam. "Voltei a observar depois de uma semana, depois de duas semanas, depois de um mês e depois de cinco meses, e o brilho continuava mais ou menos o mesmo".

Observações posteriores com alguns dos mais poderosos telescópios disponíveis no planeta, entre os quais os do Observatório W. M. Keck, no topo do Mauna Kea, Havaí, e os do Observatório de Paranal, no Chile, revelaram uma supernova que diferia de todas as demais.

Em artigo para a revista Nature, Gal-Yam e seus colegas reportam que a explosão provavelmente envolveu uma estrela supermaciça, com pelo menos 200 vezes mais massa que o nosso Sol. O tipo de supernova produzido pela detonação, uma supernova de "instabilidade provocada por partes de partículas", já havia sido previsto em teoria, mas jamais observado.

A explosão gerou volume diversas vezes superior ao do Sol de níquel-56, radiativo, e vastas quantidades de elementos mais leves, como carbono e silício. O decaimento nuclear do níquel que manteve o brilho da explosão por meses.

"Trata-se definitivamente de algo que jamais havíamos visto no passado", diz Gal-Yam. "Não existem estrelas desse porte em nossa galáxia ou nas galáxias mais próximas. Tratava-se de uma estrela realmente espetacular".

Alguns astrônomos sugeriram que seria impossível que estrelas crescessem a tamanhos mais que 150 vezes maiores que a massa do Sol, em parte porque os poderosos ventos solares serviriam para dispersar o material excedente. Uma pesquisa com as estrelas de nossa galáxia, a Via Láctea, parecia sustentar essa ideia de que existe um limite para o tamanho das estrelas.

As estrelas da Via Láctea são feitas principalmente de hidrogênio e hélio, e contêm apenas um pequeno percentual de elementos atômicos mais pesados como parte de sua massa. No entanto, as estimativas quanto às estrelas de maior massa no universo são de que elas contenham proporções ainda menores de elementos mais pesados, o que permitiria que crescessem mais e tivessem brilhos muito superiores, antes de expirarem em forma de espetaculares supernovas de instabilidade provocada por pares de partículas.

Os fótons gerados no interior da estrela exercem pressão para fora e impedem que essas gigantes entrem em colapso, pelo menos até que elas envelheçam a ponto de perder o brilho. Assim que a estrela começa a se contrair, sua temperatura interna sobe, o que faz com que os fótons se convertam em pares de elétrons e pósitrons (as antipartículas dos elétrons). Essas novas partículas não exercem a mesma pressão de expansão sobre a estrela que os fótons originais exerciam, e o resultado é um colapso cada vez mais acelerado, seguido por uma imensa explosão do núcleo estelar.

As supernovas de instabilidade provocada por pares de partículas haviam sido previstas teoricamente décadas atrás mas nenhuma havia sido avistada até agora, disse Norbert Langer, astrofísico da Universidade de Bonn, na Alemanha.

Além de oferecer confirmação quanto a uma velha teoria, a nova supernova pode também permitir novas percepções sobre a juventude do universo. Os astrônomos acreditam que o universo fosse quase inteiramente formado de hidrogênio e hélio pouco antes do Big Bang. A ideia é de que esses elementos tenham formado estrelas gigantescas que arderam por breves períodos, com brilho intenso, antes de explodir, criando elementos mais pesados que no futuro viriam a resultar na formação de planetas, e pessoas.

"Existe um interesse já antigo na evolução e morte dessas primeiras estrelas", diz Langer. A morte da supernova pode propiciar algumas pistas.

E também suscita algumas questões, acrescenta Langer. A mais notável é que a supernova parecia não conter hidrogênio. Já que os elementos leves são considerados importantes em uma estrela como essa, é "algo de estranho" que o hidrogênio não esteja presente na supernova, disse Langer.

Gal-Yam concorda: "Deveríamos tê-lo detectado com certa facilidade", afirma. "Creio que tenha sido removido, com grande eficiência, por algum mecanismo (desconhecido)".

Fonte: Nature