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Astrônomos capturaram a visão incrivelmente rara de uma estrela poucas horas depois que ela explodiu

Traduzido por Julio Batista
Original de Mike McRae para o ScienceAlert

É uma verdade inconveniente da astronomia que ninguém recebe um convite pessoal para testemunhar os últimos suspiros de uma estrela. Avistar uma estrela em um momento crítico de sua morte é uma questão de sorte, sendo um achado raro.

Com a ajuda de um aglomerado de galáxias convenientemente localizado, uma equipe internacional de pesquisadores mediu o flash de luz emitido por uma supernova distante em três momentos distintos.

Os dados permitirão que eles testem teorias sobre o que a luz da estrela emitida em sua morte pode nos dizer sobre seu tamanho.

A própria estrela está muito distante para qualquer telescópio ver em detalhes. É tão distante que sua luz levou cerca de 11,5 bilhões de anos para cruzar a enorme extensão, chegando a nós em meio ao brilho emaranhado de inúmeras outras estrelas em sua galáxia natal.

No entanto, podemos observar as mudanças no brilho da estrela, e elas revelam algumas coisas sobre como ela morreu. E viveu.

Em algum lugar na vastidão do cosmos, o emaranhado de luz das estrelas passou dentro de uma seção do aglomerado de galáxias Abell 370 – um conjunto de várias centenas de galáxias a cerca de 4 bilhões de anos-luz de distância.

Ter tantas galáxias próximas provavelmente deixará um grande ponto na paisagem cósmica, fazendo com que a luz da estrela se dobre levemente enquanto ela viaja.

O efeito era um pouco parecido com o de um telescópio gigante do tamanho de uma galáxia, com uma lente arranhada e embaçada, distorcida pela gravidade irregular.

Espalhada em uma configuração conhecida como uma cruz de Einstein, a luz original foi ampliada e copiada, produzindo versões sutilmente diferentes da galáxia distante como ela apareceu em diferentes momentos no tempo.

Os pesquisadores descobriram o anel de luz gravitacional em um levantamento de estrelas feito pelo Telescópio Espacial Hubble em 2010. Com alguma modelagem inteligente, a equipe transformou a luz em algo decifrável, revelando três dos quatro pontos da cruz (o quarto estava muito fraco para distinguir).

Várias imagens da supernova. Tradução da imagem: supernova com múltiplas imagens tiradas (multiply imaged supernova), aglomerado de galáxias (galaxy cluster), dezembro (december). diferença (difference) e dia (day). (Créditos: Chen et al., Nature, 2022)

Uma análise da luz dentro de cada ponto revelou o brilho crescente de uma estrela explodindo em algum lugar, escalonada ao longo de oito dias. Um apresentava a luz apenas seis horas após a explosão inicial.

Tomados em conjunto, os três borrões de luz fornecem detalhes da supernova esfriando lentamente ao longo de uma semana, de 100.000 graus Kelvin a 10.000 K muito mais frios.

Estrelas morrendo de um certo tamanho não desaparecem silenciosamente na noite. Esgotadas do combustível atômico que as acendem, elas esfriam o suficiente para que seus núcleos colapsem com uma fúria que resulta na mãe de todas as explosões nucleares.

Saber exatamente quando uma determinada estrela vai explodir é algo que os pesquisadores estão lentamente conseguindo. Embora as camadas em expansão de gás e luz das explosões de supernovas não sejam difíceis de encontrar, pegar uma estrela no momento da morte exige muita sorte.

Aqui, os astrônomos não apenas tinham o flash característico de uma estrela morrendo em uma galáxia muito, muito distante, mas também tinham detalhes vitais sobre as mudanças em sua luz em um curto período.

Esta informação ajuda a confirmar modelos sobre como o material ao redor das estrelas interage com a explosão de radiação de dentro, aquecendo em um piscar de olhos antes de resfriar rapidamente novamente, permitindo que eles trabalhem retrocedendo esses estágios para determinar o tamanho original da estrela a partir de como ela esfria.

Com base no que eles aprenderam neste caso, a equipe está confiante de que a estrela que eles testemunharam em seus momentos de morte tinha um raio mais de 530 vezes maior que o do nosso próprio Sol.

O estudo não só suporta modelos teóricos sobre a evolução das supernovas e das estrelas que as produzem, mas também abre caminho para analisar toda uma nova população de estrelas do Universo primitivo.

E isso é o mais próximo possível de um convite dos últimos momentos fugazes de uma estrela.

Esta pesquisa foi publicada na Nature.

Julio Batista

Julio Batista

Sou Julio Batista, de Praia Grande, São Paulo, nascido em Santos. Professor de História no Ensino Fundamental II. Auxiliar na tradução de artigos científicos para o português brasileiro e colaboro com a divulgação do site e da página no Facebook. Sou formado em História pela Universidade Católica de Santos e em roteiro especializado em Cinema, TV e WebTV e videoclipes pela TecnoPonta. Autodidata e livre pensador, amante das ciências, da filosofia e das artes.