Impressão de artista de uma supernova.
Crédito: Aaron Geller (Universidade Northwestern)

Uma supernova pelo menos duas vezes mais brilhante e energética, e provavelmente muito mais massiva do que qualquer outra já registada, foi identificada por uma equipa internacional de astrónomos liderada pela Universidade de Birmingham.

A equipa, que incluiu especialistas de Harvard, da Universidade Northwestern e da Universidade do Ohio, pensa que a supernova, apelidada SN2016aps, pode ser o exemplo de uma supernova extremamente rara por "instabilidade de pares pulsantes", possivelmente formada por duas estrelas massivas que se fundiram antes da explosão. Os seus achados foram publicados na revista Nature Astronomy.

Até agora, um evento deste tipo só existia na teoria e nunca tinha sido confirmado através de observações astronómicas.

O Dr. Matt Nicholl, da Escola de Física e Astronomia e do Instituto de Astronomia de Ondas Gravitacional da Universidade de Birmingham, é o principal autor do estudo. Ele explica: "Podemos medir supernovas usando duas escalas - a energia total da explosão e a quantidade dessa energia que é emitida como luz observável ou radiação.

"Numa supernova típica, a radiação é inferior a 1% da energia total. Mas em SN2016aps, descobrimos que a radiação era cinco vezes a energia da explosão de uma supernova de tamanho normal. Esta é a maior quantidade de luz que já vimos emitida por uma supernova."

Para se tornar tão brilhante, a explosão deve ter sido muito mais energética do que o habitual. Ao examinar o espectro de luz, a equipa conseguiu mostrar que a explosão foi provocada por uma colisão entre a supernova e uma concha massiva de gás, lançada pela estrela nos anos anteriores à explosão.

"Apesar de muitas supernovas serem descobertas todas as noites, a maioria encontra-se em galáxias massivas," disse o Dr. Peter Blanchard, da Universidade Norhtwestern e coautor do estudo. "Esta imediatamente destacou-se para mais observações porque parecia estar no meio do nada. Só conseguimos ver a galáxia onde esta estrela nasceu depois da supernova ter desvanecido."

A equipa observou a explosão durante dois anos, até que diminuiu para 1% do seu brilho máximo. Usando estas medições, calcularam que a massa da supernova era entre 50 e 100 vezes a massa do Sol (massas solares). Normalmente, as supernovas têm massas entre 8 e 15 massas solares.

"Estrelas com massas extremamente grandes sofrem pulsações violentas antes de morrerem, libertando uma gigantesca concha de gás. Isto pode ser alimentado por um processo chamado instabilidade de par, que tem sido um tópico de especulação para os físicos ao longo dos últimos 50 anos," diz o Dr. Nicholl. "Se a supernova acertar no momento certo, pode alcançar esta concha e libertar uma enorme quantidade de energia na colisão. Achamos que este é um dos candidatos mais convincentes já observado para este processo e provavelmente o mais massivo."

"SN2016aps também continha outro puzzle," acrescentou o Dr. Nicholl. "O gás que detetámos era na maioria hidrogénio - mas uma estrela tão grande normalmente teria perdido todo o seu hidrogénio via ventos estelares muito antes de começar a pulsar. Uma explicação é que duas estrelas ligeiramente menos massivas, digamos 60 massas solares, se fundiram antes da explosão. As estrelas de baixa massa mantêm o seu hidrogénio por mais tempo, enquanto a sua massa combinada é alta o suficiente para desencadear a instabilidade de par."

De acordo com o professor Edo Berger, coautor da Universidade de Harvard, "a descoberta desta supernova extraordinária não podia ter chegado num momento melhor. Agora que sabemos que tais explosões energéticas ocorrem na natureza, o Telescópio Espacial James Webb da NASA será capaz de ver eventos semelhantes tão distantes que podemos voltar no tempo até à morte das primeiras estrelas do Universo."

A supernova 2016aps foi detetada pela primeira vez em dados do Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System), um programa astronómico em larga escala. A equipa também usou dados do Telescópio Espacial Hubble, dos observatórios Keck e Gemini, no Hawaii, e dos Observatórios MDM e MMT no estado norte-americano do Arizona. Outras instituições colaboradoras incluem a Universidade de Estocolmo, a Universidade de Copenhaga, o Instituto de Tecnologia da Califórnia e o STScI (Space Telescope Science Institute).