As estrelas mais massivas – orbs furiosamente quentes, branco-azuladas – brilham intensamente por alguns milhões de anos e terminam suas vidas em explosões espetaculares.
Assim como as pessoas, as estrelas têm uma vida finita. Nascidas nas nuvens de gás empoeiradas dos braços espirais de uma galáxia, as estrelas fundem o hidrogênio em elementos mais pesados durante suas vidas produtoras de energia.
Para estrelas, massa se traduz em destino. Os menores podem brilhar como brasas por trilhões de anos. Uma estrela de peso médio como o nosso Sol queima continuamente por 10 bilhões de anos; eventualmente, ele expande suas camadas externas como conchas gasosas em expansão conhecidas como nebulosa planetária. As estrelas mais massivas – orbs furiosamente quentes, branco-azuladas – brilham intensamente por alguns milhões de anos e terminam suas vidas em explosões espetaculares.
Explosões de supernovas são raras, mas incríveis. Em um mero segundo, uma supernova libera tanta energia quanto a soma de todas as outras estrelas no universo observável. Por semanas, a estrela quebrada pode rivalizar com a produção de luz de toda a sua galáxia hospedeira.
A mais brilhante supernova recente ocorreu em 1987 na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite da Via Láctea a 168.000 anos-luz de distância. A explosão, conhecida como Supernova 1987A, deixou para trás um vestígio que muda conforme os astrônomos observam. Uma onda de choque viajando a 10 milhões de milhas por hora (16 milhões de km / h) está atingindo um anel de gás ejetado antes da estrela morrer. Isso aquece nós de gás no anel a mais de 18 milhões de graus F (10 milhões de graus C) – tão quente que os nós emitem raios-X.
As estrelas fundem hidrogênio e hélio em elementos mais pesados, como oxigênio, carbono e ferro, mas os elementos restantes são forjados no coração das explosões de supernova. As explosões lançaram esses elementos pesados no universo, enriquecendo a galáxia para a próxima geração estelar. Os átomos em nossos corpos, incluindo o ferro em nosso sangue e o cálcio em nossos dentes, foram espalhados pelo espaço durante a morte de estrelas massivas. Como Carl Sagan gostava de dizer, somos feitos de estrelas.
Supernovas não são criadas iguais, no entanto. Ao catalogar essas feras, os astrônomos encontraram diferenças espectrais significativas. O esquema de classificação atual, desenvolvido em 1941 pelo astrônomo americano Rudolph Minkowski do Monte da Califórnia. Wilson Observatory, concentra-se no hidrogênio, que é fácil de rastrear. Uma supernova do tipo I é aquela que não mostra linhas largas de absorção ou de emissão correspondentes ao hidrogênio. Se a supernova mostra hidrogênio em absorção ou emissão, os astrônomos classificam a estrela em explosão como tipo II.
As supernovas do tipo I são notavelmente consistentes; é fácil reconhecê-los em todo o universo. Mais tarde, algumas peculiaridades surgiram. Os astrônomos encontraram algumas supernovas do tipo I sem silício, e ocasionalmente encontraram outras que mostraram a presença de hélio. Os cientistas apelidaram essas criaturas raras e estranhas de supernovas dos tipos Ib e Ic e reclassificaram todas as outras como tipo Ia.
Na década de 1990, os astrônomos haviam reunido um amplo conjunto de observações para dizer com alguma confiança que tipos de estrelas estão explodindo.
Geralmente, uma supernova tipo Ia é o resultado de uma anã branca remanescente roubando o material de uma estrela companheira. Se a taxa na qual o gás roubado cai sobre a anã é lenta o suficiente, o material se acumula na superfície da anã em vez de se fundir imediatamente. A anã branca lentamente ganha massa e, à medida que se aproxima de uma massa crítica de cerca de 1,4 vezes a massa do Sol, explode em fúria.
Por anos, os cientistas acreditaram que todas as explosões do tipo Ia eram produzidas quando uma anã branca coleta gás de uma companheira maior. Mas por volta de 2004, os pesquisadores encontraram evidências que sugerem que o tipo Ia pode ser o resultado desse método, bem como de outro – quando duas anãs brancas colidem de forma explosiva.
Por outro lado, a Supernova 1987A era uma supernova do tipo II. Começou a sua vida como uma estrela branco-azulada com um brilho intenso, com mais de oito vezes a massa do Sol. À medida que uma estrela desse tamanho esgota seu combustível de hidrogênio, ela funde elementos cada vez mais pesados, deixando um denso núcleo de ferro cercado por camadas de silício, oxigênio, carbono e hélio.
Mas a fusão de ferro requer mais energia do que produz, e isso faz com que o núcleo de ferro da estrela entre em colapso. Em densidades que excedem a de um núcleo atômico, o núcleo interno enrijece, ricocheteia e se expande para fora contra a estrela ainda em colapso. Isso cria uma onda de choque violenta que estilhaça a estrela, lançando gás anos-luz no espaço. No entanto, os detalhes físicos mais sutis ainda escapam aos astrônomos.
Sem as supernovas, os elementos mais pesados forjados dentro das estrelas nunca seriam espalhados pelo espaço. As supernovas do tipo Ia mostram tão pouca variação em suas saídas de energia que se tornaram ferramentas importantes para explorar o cosmos distante. O estudo dessas explosões revelou que a expansão do universo está se acelerando, uma descoberta que rendeu aos pesquisadores que o descobriram o Prêmio Nobel de Física de 2011.
Publicado em 15/11/2020 20h02
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