Traduzido por Julio Batista
Original de Stuart Ryder e Erik Kool para o The Conversation
Quando estrelas como o nosso Sol morrem, elas tendem a desaparecer com um sussurro e não com um estrondo – a menos que façam parte de um sistema estelar binário (duas estrelas) que poderia dar origem a uma explosão de supernova.
Agora, pela primeira vez, os astrônomos detectaram a assinatura de rádio de um evento como esse em uma galáxia a mais de 400 milhões de anos-luz de distância. A descoberta, publicada hoje na Nature, contém pistas tentadoras sobre como deve ter sido a estrela companheira.
Uma morte estelar explosiva
À medida que estrelas até oito vezes mais pesadas que o nosso Sol começam a ficar sem combustível nuclear em seu núcleo, elas expandem suas camadas externas. Este processo dá origem às nuvens coloridas de gás erroneamente conhecidas como nebulosas planetárias e deixa para trás um núcleo quente denso e compacto conhecido como anã branca.
Nosso próprio Sol passará por essa transição em cerca de 5 bilhões de anos, depois esfriará lentamente e desaparecerá. No entanto, se uma anã branca de alguma forma ganha peso, um mecanismo de autodestruição entra em ação quando fica mais pesada do que cerca de 1,4 vezes a massa do nosso Sol.
A detonação termonuclear subsequente destrói a estrela em um tipo distinto de explosão chamada supernova Tipo Ia.
Mas de onde viria a massa extra para alimentar tal estrondo?
Costumávamos pensar que poderia ser gás sendo retirado de uma estrela companheira maior em uma órbita próxima. Mas as estrelas tendem a ser devoradoras bagunceiras, derramando gás por toda parte.
Uma explosão de supernova chocaria em qualquer gás despejado e o faria brilhar em comprimentos de onda de rádio. Apesar de décadas de pesquisa, no entanto, nem uma única supernova jovem do Tipo Ia foi detectada com radiotelescópios.
Em vez disso, começamos a pensar que as supernovas do Tipo Ia devem ser pares de anãs brancas espiralando para dentro e se fundindo de maneira relativamente ordenada, sem deixar gás para ser chocado – e nenhum sinal de rádio.
Um tipo raro de supernova
A Supernova 2020eyj foi descoberta por um telescópio no Havaí em 23 de março de 2020. Durante as primeiras sete semanas, ela se comportou da mesma maneira que qualquer outra supernova do Tipo Ia.
Mas nos cinco meses seguintes, parou de perder o brilho. Na mesma época, ele começou a mostrar características que indicavam um gás extraordinariamente rico em hélio.
Começamos a suspeitar que a Supernova 2020eyj pertencia a uma rara subclasse de supernovas do Tipo Ia, na qual a onda de choque, movendo-se a mais de 10.000 quilômetros por segundo, varre o gás que só poderia ter sido arrancado das camadas externas de uma estrela companheira sobrevivente.
Para tentar confirmar nosso palpite, decidimos testar se havia gás suficiente para produzir um sinal de rádio. Como a supernova está muito ao norte para ser observada com telescópios como o Australia Telescope Compact Array perto de Narrabri, usamos uma série de radiotelescópios espalhados pelo Reino Unido para observar a supernova cerca de 20 meses após a explosão.
Para nossa grande surpresa, tivemos a primeira detecção clara de uma supernova “infantil” Tipo Ia em comprimentos de onda de rádio, confirmada por uma segunda observação cerca de cinco meses depois. Poderia ser esta a prova cabal de que nem todas as supernovas do Tipo Ia são causadas pela fusão de duas anãs brancas?
Paciência compensa
Uma das propriedades mais notáveis das supernovas do Tipo Ia é que todas parecem atingir praticamente o mesmo pico de brilho. Isso é consistente com todos elas terem atingido uma massa crítica semelhante antes de explodir.
Esse mesmo atributo permitiu ao astrônomo Brian Schmidt e seus colegas chegarem à conclusão ganhadora do Prêmio Nobel no final dos anos 1990: que a expansão do Universo desde o Big Bang não está diminuindo sob a gravidade (como todos esperavam), mas está acelerando devido aos efeitos do que agora chamamos de energia escura.
Portanto, as supernovas do Tipo Ia são objetos cósmicos importantes, e o fato de ainda não sabermos exatamente como e quando essas explosões estelares ocorrem, ou o que as torna tão consistentes, tem sido uma pulga na orelha para os astrônomos.
Em particular, se pares de anãs brancas em fusão podem variar em massa total até quase três vezes a massa do nosso Sol, por que todas elas deveriam liberar aproximadamente a mesma quantidade de energia?
Nossa hipótese (e confirmação do sinal de rádio) de que a Supernova 2020eyj ocorreu quando gás hélio suficiente foi arrancado da estrela companheira e na superfície da anã branca para empurrá-la um pouco acima do limite de massa, fornece uma explicação natural para essa consistência.
A questão agora é por que não vimos esse sinal de rádio antes em nenhuma outra supernova do Tipo Ia. Talvez tenhamos tentado detectá-los logo após a explosão e desistido com muita facilidade. Ou talvez nem todas as estrelas companheiras sejam tão ricas em hélio e tem a mesma intensidade em liberar suas camadas externas gasosas.
Mas, como nosso estudo mostrou, a paciência e a persistência às vezes compensam de maneiras que nunca esperávamos, permitindo-nos ouvir os sussurros moribundos de uma estrela distante.
