Pela primeira vez, astrónomos conseguiram observar a morte violenta de uma estrela no momento em que a explosão começou a irromper da sua superfície. O fenómeno foi registado graças ao Very Large Telescope (VLT) e poderá fornecer informações fundamentais sobre os processos físicos que levam a estes fogos de artifício cósmicos e acerca da evolução estelar no geral.

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Os mecanismos exatos por detrás das explosões das chamadas estrelas massivas - com mais de oito vezes a massa do Sol - sob a forma de supernovas continuam a ser debatidos e permanecem uma das questões fundamentais abordadas pelos cientistas.

Quando a explosão da supernova SN 2024ggi foi detetada pela primeira vez, Yi Yang, professor assistente da Universidade Tsinghua em Pequim, na China, e principal autor do novo estudo, sabia que tinha de agir rapidamente e por isso, 12 horas mais tarde enviou uma proposta de observação ao ESO. No seguimento de um processo de aprovação muito rápido, o VLT foi apontado à estrela, 26 horas apenas após a deteção inicial.

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A SN 2024ggi situa-se na galáxia NGC 3621, na direção da constelação da Hidra, a 22 milhões de anos-luz de distância da Terra, o que é considerado próximo em termos astronómicos.

A estrela progenitora desta supernova era uma supergigante vermelha, com uma massa 12 a 15 vezes superior à do Sol e um raio 500 vezes maior, o que faz da SN 2024ggi um exemplo clássico de explosão de uma estrela massiva.

“A geometria de uma explosão de supernova fornece informações fundamentais sobre a evolução estelar e os processos físicos que levam a estes fogos de artifício cósmicos”, explica Yi Yang.

As primeiras observações do VLT capturaram a fase em que a matéria acelerada pela explosão perto do centro da estrela irrompeu pela superfície da estrela. Durante algumas horas, a geometria da estrela e a sua explosão puderam ser, e foram, observadas em conjunto, segundo o estudo publicado hoje na revista Science Advances.

Pistas ocultas reveladas

Durante a sua vida, uma estrela típica mantém a forma esférica como resultado de um equilíbrio muito preciso entre a força gravitacional, que tende a comprimi-la, e a pressão do seu motor nuclear, que tende a expandi-la. Quando a sua última fonte de combustível se esgota, o motor nuclear começa a falhar. Para estrelas massivas, isto marca o início da fase de supernova: o núcleo da estrela moribunda entra em colapso, as conchas de massa que o rodeiam caem sobre ele e ricocheteiam. Este choque de ricochete propaga-se para o exterior, destruindo a estrela.

Quando o choque irrompe da superfície estelar, são libertadas enormes quantidades de energia: a supernova brilha de forma dramática e pode então ser observada. Durante um período de tempo muito curto, a forma inicial da explosão pode ser estudada, antes da supernova começar a interagir com o material que circunda a estrela moribunda.

Foi isso que os astrónomos conseguiram observar pela primeira vez com o auxílio do VLT do ESO, usando uma técnica chamada "espectropolarimetria", que fornece informações relativas à geometria da explosão que outro tipo de observações não consegue, aproveitando as “pistas ocultas” da polarização da luz da estrela que está a explodir.

Com os dados do instrumento FORS2, instalado no VLT, os astrónomos descobriram que a explosão da matéria inicial apresentava a forma de uma azeitona. À medida que a explosão se espalhou para o exterior, colidindo com o material que circunda a estrela, a "azeitona" achatou-se, mas o eixo de simetria da matéria ejetada permaneceu o mesmo.

Estes resultados sugerem um mecanismo físico comum que impulsiona a explosão de muitas estrelas massivas e que manifesta uma simetria axial bem definida e atua a larga escala. A descoberta permite descartar alguns dos atuais modelos de supernova e adicionar novas informações para melhorar outros, dando pistas preciosas sobre as mortes explosivas de estrelas massivas.

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