Uma rara explosão estelar permitiu aos astrónomos acompanhar a morte de uma estrela massiva do início ao fim, proporcionando um dos conjuntos de dados mais completos alguma vez recolhidos para um evento deste tipo. A explosão é apenas o segundo caso, em mais de 20 anos, em que os investigadores conseguiram acompanhar o fim de uma estrela massiva com tanta clareza, oferecendo novas perspetivas sobre as diversas formas como estas estrelas terminam as suas vidas.
Uma equipa liderada pela Universidade Carnegie Mellon coordenou uma campanha de observação global que teve início poucas horas após a explosão e se prolongou por meses, utilizando telescópios espaciais e terrestres para reconstruir o evento com um nível de detalhe sem precedentes. As suas observações revelaram que a supernova, designada SN 2026gzf, partilha muitas características com as poderosas explosões estelares normalmente associadas a GRBs ("gamma-ray bursts", em português "erupções de raios gama"), mas não apresentou quaisquer indícios de ter produzido uma. As descobertas, publicadas num novo artigo científico na revista The Astrophysical Journal Letters, sugerem que as estrelas massivas podem morrer através de uma gama mais ampla de processos do que se pensava anteriormente.
A descoberta teve início em março de 2026, quando o telescópio espacial chinês Einstein Probe detetou um breve surto de raios X proveniente de uma galáxia a 500 milhões de anos-luz de distância. A equipa da Carnegie Mellon e uma equipa da Universidade de Maryland, em College Park, identificaram o sinal, denominado EP260321a, como uma "rutura de choque" - a primeira luz libertada quando uma poderosa onda de choque, semelhante ao estrondo sónico de um avião supersónico, atravessa a superfície de uma estrela.
Espera-se que as ruturas de choque ocorram em todas as supernovas, mas são notoriamente difíceis de detetar, uma vez que duram apenas entre segundos e horas. Os astrónomos observaram com bastante certeza apenas uma outra clara rutura de choque, em raios X, nas últimas duas décadas.
Menos de uma hora após a deteção, telescópios de todo o mundo começaram a monitorizar a fonte. As observações revelaram uma supernova que se tornava rapidamente mais brilhante e que pertencia a uma classe rara conhecida como supernova do Tipo Ic de linhas largas. Estas explosões energéticas estão frequentemente associadas a erupções de raios gama, as explosões mais poderosas do Universo.
SN 2026gzf revelou-se diferente.
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Estas imagens mostram a evolução da supernova SN 2026gzf, que foi detetada pela primeira vez pela sonda Einstein Probe a 21 de março de 2026. As imagens captadas a 25 de março e a 3 de abril de 2026 mostram o aumento do brilho da supernova. Imagens de arquivo da galáxia anfitriã, datadas de 9 de março de 2016 e de maio de 2025 a janeiro de 2026, revelam uma fonte azul brilhante na localização da supernova, que, segundo os cientistas, representa provavelmente uma região compacta de formação estelar extrema na galáxia anfitriã, combinada com a atividade pré-explosão da estrela progenitora antes da sua morte.
Estas imagens foram captadas com a câmara LSST, instalada no Observatório Vera C. Rubin e pela DECam de 570 megapixéis, montada no Telescópio Víctor M. Blanco de 4 metros no Observatório Interamericano de Cerro Tololo.
Veja as imagens individuais nos seguintes links: campo pré-explosão, 9 de março de 2016, maio de 2025-janeiro de 2026, 25 de março de 2026, 3 de abril de 2026.
SN 2026gzf ocorreu dentro do "COSMOS Deep Drilling Field" do Rubin. As observações deste campo, incluindo esta imagem, foram recentemente divulgadas como parte do EDP2 (Early Data Preview 2) do Rubin - a primeira pré-visualização de dados baseada em observações da câmara do LSST. O EDP2 reúne as observações de validação científica do Rubin recolhidas entre abril de 2025 e janeiro de 2026.
Crédito: Observatório Vera C. Rubin da NSF–DOE/NOIRLab/SLAC/AURA |
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"SN 2026gzf parece notavelmente semelhante a outras supernovas energéticas que foram anteriormente associadas a erupções de raios gama", afirmou Brendan O'Connor, bolseiro de pós-doutoramento no Centro McWilliams de Cosmologia e Astrofísica da Carnegie Mellon e primeiro autor do novo artigo científico que descreve os resultados. "No entanto, as observações de acompanhamento não encontraram qualquer indício de um jato relativístico ou do brilho remanescente que normalmente se observa nesses eventos".
Uma das principais questões de O'Connor era se a explosão teria lançado um jato que, de alguma forma, tivesse escapado à deteção. Para descobrir, ele iniciou observações com o Observatório de raios X Chandra da NASA, que procurou o brilho remanescente de raios X em declínio esperado caso um jato poderoso tivesse emergido com sucesso da estrela. Este brilho remanescente é produzido quando o jato colide com partículas que rodeiam a estrela, gerando radiação que pode permanecer visível em raios X durante dias, semanas ou mesmo meses, dependendo da densidade do ambiente e da energia total do jato.
A sensibilidade excecional e a imagem nítida do Chandra permitiram à equipa procurar emissões de raios X muito fracas precisamente na localização da supernova. Não foi detetada qualquer fonte de raios X.
No entanto, devido à relativa proximidade da explosão em relação à Terra, as observações foram sensíveis o suficiente para terem detetado praticamente qualquer brilho remanescente de raios X conhecido associado a uma erupção de raios gama. Em combinação com as observações de rádio do VLA (Karl G. Jansky Very Large Array), os dados do Chandra excluíram a existência dos poderosos jatos relativísticos normalmente associados às GRBs.
"Os dados do Chandra mostram que SN 2026gzf não produziu um jato relativístico normal e potente", afirmou O'Connor. "Em vez disso, uma possibilidade é que o jato tenha sido 'sufocado', quer pela superfície da estrela, quer pelo material circunestelar que a rodeia".
Este resultado torna EP260321a/SN 2026gzf o primeiro flash altamente energético associado a uma supernova do Tipo Ic com linhas de espetro largas que não apresenta indícios de um fluxo relativístico. A descoberta sugere que as estrelas massivas despojadas podem morrer de mais formas do que os astrónomos pensavam anteriormente.
"Uma das principais questões ainda sem resposta neste campo é por que razão algumas estrelas massivas em colapso lançam jatos a velocidades próximas da da luz que escapam da estrela e produzem erupções de raios gama, enquanto estrelas aparentemente semelhantes não o fazem", afirmou O'Connor. "À medida que continuamos a descobrir estes fenómenos e a mapear a distribuição das suas propriedades, estamos a melhorar a nossa compreensão do aspeto das estrelas no fim das suas vidas, o que nos dá informações sobre como viveram as suas vidas".
Os investigadores da Carnegie Mellon conseguiram traçar um quadro detalhado da explosão recorrendo a uma vasta gama de instalações. Obtiveram imagens detalhadas da supernova à medida que esta se tornava mais brilhante e atingia o seu pico de brilho, utilizando a DECam (Dark Energy Camera) no Chile.
Os dados do LSST (Legacy Survey of Space and Time) do Observatório Vera C. Rubin ajudaram a acompanhar a evolução da supernova e sugeriram a existência de atividade no sistema estelar pouco antes da explosão da estrela. Espera-se que as observações contínuas do Rubin forneçam registos detalhados e a longo prazo da evolução da supernova nos próximos anos.
"Com o início do LSST do Rubin, os sensores de campo amplo mais pequenos, instalados em telescópios de menor abertura, podem parecer obsoletos. No entanto, estas observações demonstram, possivelmente pela primeira vez, quão poderosas podem ser as sinergias entre a DECam e o Rubin", afirmou Antonella Palmese, professora assistente de física na Carnegie Mellon e coautora do novo artigo científico. "A riqueza dos dados de arquivo e o calendário flexível de acompanhamento da DECam permitiram estudos sobre a possível progenitora e um mapeamento mais contínuo da evolução da supernova".
A equipa da Carnegie Mellon também recorreu ao DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), instalado no Telescópio Nicholas U. Mayall de 4 metros, no Observatório Nacional de Kitt Peak, para observar repetidamente a evolução da supernova. Através do programa de transientes do DESI, liderado por Xander Hall, estudante de doutoramento em Física da Carnegie Mellon e coautor do novo artigo científico, e por Palmese, os investigadores recolheram uma sequência de espetros que revelou como a explosão mudou ao longo do tempo e ajudou a confirmar a sua classificação como uma supernova do Tipo Ic de linhas largas.
"O programa do DESI deu-nos a oportunidade de voltar repetidamente a SN 2026gzf e acompanhar a forma como o seu espetro mudava à medida que a explosão evoluía", afirmou Hall. "Esta sequência de observações demonstra o potencial do DESI para o acompanhamento rápido de fenómenos transientes e para a sua classificação, à medida que o Rubin continua a aumentar o seu fluxo de alertas de fenómenos transientes ao longo da próxima década".
A equipa da Carnegie Mellon obteve observações adicionais com o HET (Hobby-Eberly Telescope) e o SALT (Southern African Large Telescope). A sua primeira observação com ambos os telescópios ocorreu apenas três dias após a deteção de raios X, proporcionando uma das primeiras imagens da explosão emergente. Juntamente com os dados do DESI e do HET, os espetros do SALT constituíram a espinha dorsal da análise, proporcionando um registo detalhado da evolução e do ambiente da supernova.
Para além de revelar uma nova forma das estrelas massivas morrerem, a descoberta destaca o poder crescente da astronomia no domínio do tempo, na qual muitos observatórios em todo o mundo trabalham em conjunto para captar eventos cósmicos efémeros em tempo real, antes que desapareçam para sempre.
// Universidade Carnegie Mellon (comunicado de imprensa)
// Universidade de Maryland (comunicado de imprensa)
// Chandra/Harvard (comunicado de imprensa)
// NRAO (comunicado de imprensa)
// NOIRLab (comunicado de imprensa)
// Observatório McDonald (comunicado de imprensa)
// SAAO (comunicado de imprensa)
// Observatório Internacional Gemini
(comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)
Quer saber mais?
SN 2026gzf:
TNS
Supernovas:
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Supernovas do tipo Ic (Wikipedia)
GRB ("gamma-ray burst", em português "erupção de raios gama"):
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Einstein Probe:
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Observatório de raios X Chandra:
NASA
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VLA (Karl G. Jansky Very Large Array):
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CTIO (Cerro Tololo Inter-American Observatory):
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LSST (Legacy Survey of Space and Time):
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DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument):
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Telescópio Mayall:
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HET (Hobby-Eberly Telescope):
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