Novas imagens obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble revelam uma estrela jovem e massiva que parece ter explodido antes do seu tempo. A estrela, a mais pesada já ligada à explosão de uma supernova, pode desafiar os modelos de quando estas fornalhas estelares acabam as suas vidas.
Estrelas com mais de oito vezes a massa do Sol terminam as suas vidas em explosões dramáticas quando as fornalhas nucleares nos seus núcleos ficam sem combustível e colapsam para formar estrelas de neutrões ou buracos negros.
Todos os anos são observadas centenas de supernovas, mas os astrónomos identificaram apenas um punhado de estrelas responsáveis pelas gigantescas explosões. Para tal, precisam de pesquisar em imagens arquivadas para identificar as estrelas condenadas antes das explosões, pesquisando novamente anos depois das explosões para confirmar o seu desaparecimento.
Agora, uma equipa liderada por Avishay Gal-Yam do Instituto Científico Weizmann em Israel, descobriu um destes "progenitores" de supernovas que parece ser um verdadeiro "outlier". A estrela, que se encontrava na galáxia NGC 266, a uns 200 milhões de anos-luz de distância, aumentou brevemente de brilho no céu durante uma explosão em 2005, antes de desaparecer por completo.
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Imagem obtida na Terra da galáxia NGC 266 com a supernova 2005gl.
Crédito: Observatório Puckett
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As observações do Hubble sugerem que a outrora estrela era uma variável azul luminosa, uma estrela massiva com pelo menos 50 vezes a massa do Sol, que ejecta a maioria do seu próprio material para o espaço numa série de libertações. Eta Carinae, situada entre duas gigantescas nuvens de material com a forma de uma ampulheta, por ela libertadas, é um exemplo clássico de uma estrela deste género.
Esta classificação chegou como uma surpresa, dado que não se esperava que as variáveis azuis luminosas explodissem. Os modelos estelares prevêm que estas estrelas ainda evoluam mais - em outros tipos estelares, libertando todo o hidrogénio das suas superfícies e a maioria da sua massa, antes de gastar o combustível e entrar na sua fase supernova.
Mas "a nossa estrela, quando explodiu, ainda tinha algum do seu invólucro de hidrogénio. Parece ter explodido antes do seu tempo," diz o membro da equipa Douglas Leonard, da Universidade Estatal San Diego na Califórnia, EUA.
Esta explosão pode ter acontecido até um milhão de anos mais cedo, afirma Leonard. Mas a sua idade não pode ser determinada com muita precisão. O tempo de vida de uma estrela é governado principalmente pela sua massa, que pode ser estimada através do estudo da sua cor. Mas as imagens arquivadas do Hubble tinham dados em apenas um comprimento de onda, impedindo uma boa estimativa da sua massa e idade.
A causa para esta explosão é desconhecida. "Neste ponto, a teoria convencional não tem uma boa explicação para isto," afirma Leonard.
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Fotos de arquivo do Hubble, usadas para descobrir a estrela progenitora de uma supernova que explodiu em 2005.
Crédito: Observatório Puckett (topo), NASA, ESA e A. Gal-Yam (fotos de baixo)
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Uma possibilidade, realça, é a estrela estar mais perto da sua morte no seu núcleo, e por alguma razão não ter perdido todo o seu hidrogénio à superfície, parecendo "bem de saúde".
No núcleo, todos os elementos mais leves poderiam-se ter fundido para criar ferro, o átomo mais pesado que as estrelas podem produzir. Sem combustível, o núcleo poderá não ter sido capaz de resistir às pressões interiores da gravidade. Os seus electrões e protões terão-se combinado para formar uma estrela de neutrões enquanto as ondas de choque despedaçaram as camadas exteriores da estrela, criando uma supernova.
Mas se a estrela tivesse tido massa suficiente, a explosão poderia ter sido ainda mais exótica. As altas temperaturas e as pressões no núcleo poderiam ter convertido a luz em pares de partículas, no qual uma é um electrão e a outra é a sua homóloga de antimatéria, um positrão. Isto poderia ter provocado uma queda na pressão e eventualmente despoletado reacções nucleares, capazes de despedaçar a estrela.
Os astrónomos sugeriram que tal processo pode explicar algumas supernovas surpreendentemente brilhantes, observadas nos últimos anos. Mas não é ainda claro se este cenário de antimatéria poderá explicar a morte da estrela no novo estudo, dado que a sua supernova não foi extraordinária.
O achado pode também desafiar alguns modelos estelares que prevêm que as estrelas mais massivas, aquelas com mais de 40 massas solares, deveriam colapsar directamente em buracos negros sem a criação de uma supernova.
"Penso que é uma descoberta realmente extraordinária," diz o astrónomo Stephen Smartt da Universidade Queen em Belfast, no Reino Unido. Smartt, que também pesquisa estrelas responsáveis por supernovas observadas, anunciou duas dessas descobertas a semana passada. "Isto realmente impulsiona-nos a revisitar os nossos modelos para ver se conseguimos simular uma explosão com este regime."
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