Com o telescópio espacial Kepler, os astrônomos capturam, pela primeira vez no visível, o flash brilhante da onda de choque de uma explosão estelar.
© NASA (ilustração do momento em que uma estrela se transforma em supernova)
Uma equipe internacional liderada por Peter Garnavich, professor de astrofísica da Universidade de Notre Dame no estado americano de Indiana, analisou luz captada de 500 galáxias distantes pelo Kepler a cada 30 minutos ao longo de um período de três anos, pesquisando por entre cerca de 50 trilhões de estrelas. Eles estavam à procura de sinais de enormes explosões que assinalam a morte de uma estrela, fenômeno a que chamamos supernovas.
Em 2011, duas destas estrelas titânicas, chamadas supergigantes vermelhas, explodiram no campo de visão do Kepler. O primeiro colosso, KSN 2011a, tem quase 300 vezes o tamanho do nosso Sol e está a uns meros 700 milhões de anos-luz da Terra. O segundo, KSN 2011d, tem cerca de 500 vezes o tamanho do nosso Sol e está a 1,2 bilhões de anos-luz de distância.
"Para colocar o seu tamanho em perspectiva, a órbita da Terra ao redor do Sol caberia confortavelmente dentro destas estrelas colossais," comenta Garnavich.
Quer seja um acidente de avião, de carro ou uma supernova, a captura de imagens de eventos súbitos e catastróficos é extremamente difícil mas tremendamente útil para perceber a causa. Tal como a difusão de câmaras móveis tornou os vídeos forenses mais comuns, o olhar firme do Kepler permitiu, finalmente, a visualização de uma onda de choque de uma supernova assim que chegou à superfície de uma estrela. A libertação da onda de choque, propriamente dita, dura apenas cerca de 20 minutos, de modo que a captura do flash de energia é um marco de investigação para os astrônomos.
"Para vermos algo que acontece em escalas de tempo de minutos, como a libertação da onda de choque, precisamos de ter uma câmara que monitoriza continuamente o céu," afirma Garnavich. "Nós não sabemos quando é que uma supernova está prestes a ocorrer, e a vigilância do Kepler permitiu-nos ser uma testemunha da explosão."
As supernovas deste gênero, conhecidas como Tipo II, começam quando a fornalha interna de uma estrela esgota o seu combustível nuclear, fazendo que o seu núcleo colapse à medida que a gravidade assume liderança.
As duas supernovas têm boas correspondências com os modelos matemáticos das explosões do Tipo II, reforçando as teorias existentes. Mas também revelaram o que poderá vir a ser uma variedade inesperada nos detalhes individuais destes eventos estelares cataclísmicos.
Embora ambas as explosões ostentassem um poder energético semelhante, na mais pequena das supergigantes não foi observado o momento da libertação da onda de choque. Os cientistas pensam que é provavelmente devido à estrela menor estar rodeada por gás, talvez o suficiente para mascarar a onda de choque quando atingiu a superfície da estrela.
A compreensão da física destes eventos violentos permite aprender mais sobre o modo como as sementes da complexidade química e da própria vida foram espalhados no espaço e no tempo na nossa Galáxia, a Via Láctea.
"Todos os elementos pesados no Universo vêm de explosões de supernovas. Por exemplo, toda a prata, o níquel e o cobre na Terra, e até nos nossos corpos, veio da agonia explosiva da morte das estrelas," afirma Steve Howell, cientista de projeto para as missões Kepler e K2 da NASA no Centro de Pesquisa Ames em Silicon Valley, Califórnia. "A vida existe por causa das supernovas."
Garnavich faz parte de uma equipe de pesquisa conhecida como KEGS (Kepler Extragalactic Survey). A equipe está quase terminando a mineração de dados da missão primária do Kepler, que terminou em 2013 com a avaria das rodas de reação que ajudam a manter o observatório apontado. No entanto, com o reinício do Kepler pela missão K2 da NASA, a equipe está agora vasculhando ainda mais dados em busca de eventos de supernovas em galáxias ainda mais distantes.
"Enquanto o Kepler abriu a porta para a observação do desenvolvimento destes eventos espetaculares, a missão K2 vai empurrá-la ainda mais na observação de outras dúzias de supernovas," comenta Tom Barclay, pesquisador no Centro de Pesquisa Ames. "Estes resultados são um preâmbulo tentador do que está para vir com o K2!"
Fonte: Ames Research Center
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