Como uma testemunha de uma morte violenta, o Telescópio Espacial Hubble da NASA recentemente deu aos astrônomos uma visão abrangente e sem precedentes dos primeiros momentos da morte cataclísmica de uma estrela. Os dados do Hubble, combinados com outras observações da estrela condenada feita por telescópios espaciais e terrestres, podem dar aos astrônomos um sistema de alerta precoce para outras estrelas prestes a explodir.
“Costumávamos falar sobre o trabalho de supernovas como se fôssemos investigadores da cena do crime, onde aparecíamos após o fato, e o trabalho era tentar descobrir o que aconteceu com aquela estrela”, explicou Ryan Foley, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, o líder da equipe que fez essa descoberta. “Esta é uma situação diferente, porque realmente sabemos o que está acontecendo e realmente vemos a morte em tempo real.”
A supernova, chamada SN 2020fqv, está localizada num sistema de galáxias em interação conhecido como Butterfly, sistema esse que está localizado a cerca de 60 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Virgem. A supernova foi descoberta em abril de 2020 pelo Zwicky Transient Facility no Palomar Observatory em San Diego, Califórnia. Os astrônomos perceberam que a supernova estava sendo observada simultaneamente pelo Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), um satélite da NASA projetado principalmente para descobrir exoplanetas, com a capacidade de detectar uma variedade de outros fenômenos. Eles treinaram rapidamente o Hubble e um conjunto de telescópios terrestres nele.
Juntos, esses observatórios deram a primeira visão holística de uma estrela no estágio inicial de destruição. O Hubble sondou o material muito próximo da estrela, chamado de material circunstelar, poucas horas após a explosão. Este material foi arrancado da estrela no último ano de sua vida. Essas observações permitiram aos astrônomos entender o que estava acontecendo com a estrela pouco antes de morrer.
“Raramente examinamos este material circunstelar muito próximo, pois ele só é visível por um período muito curto, e geralmente não começamos a observar uma supernova até pelo menos alguns dias após a explosão”, explicou Samaporn Tinyanont, líder autor do artigo do estudo publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . “Para esta supernova, fomos capazes de fazer observações ultrarrápidas com o Hubble, dando uma cobertura sem precedentes da região ao lado da estrela que explodiu.”
A equipe analisou as observações feitas pelo Hubble dessa estrela desde a década de 1990. O TESS forneceu uma imagem do sistema a cada 30 minutos, começando vários dias antes da explosão, através da própria explosão e continuando por várias semanas. O Hubble foi usado novamente apenas algumas horas depois que os astrônomos detectaram a explosão. E ao estudar o material circunstelar com o Hubble, os cientistas compreenderam o que estava acontecendo ao redor da estrela na década anterior. Ao combinar todas essas informações, a equipe foi capaz de criar uma visão de várias décadas dos anos finais da estrela.
“Agora temos toda essa história sobre o que está acontecendo com a estrela nos anos antes de sua morte, durante a hora da morte e depois disso”, disse Foley. “Esta é realmente a visão mais detalhada de estrelas como esta em seus últimos momentos e como explodem.”
Tinyanont e Foley chamaram SN 2020fqv de “a Pedra de Roseta das supernovas”. A antiga Pedra de Roseta, que tem o mesmo texto inscrito em três scripts diferentes, ajudou os especialistas a aprender a ler os hieróglifos egípcios.
No caso desta supernova, a equipe de ciência usou três métodos diferentes para determinar a massa da estrela em explosão. Isso incluiu comparar as propriedades e a evolução da supernova com modelos teóricos; usando informações de uma imagem do Hubble arquivada em 1997 da estrela para descartar estrelas de maior massa; e usando observações para medir diretamente a quantidade de oxigênio na supernova, que analisa a massa da estrela. Os resultados são todos consistentes: cerca de 14 a 15 vezes a massa do Sol. Determinar com precisão a massa da estrela que explode em uma supernova é crucial para entender como estrelas massivas vivem e morrem.
“As pessoas usam muito o termo ‘Pedra de Roseta’. Mas esta é a primeira vez que conseguimos verificar a massa com esses três métodos diferentes para uma supernova, e todos eles são consistentes”, disse Tinyanont. “Agora podemos avançar usando esses métodos diferentes e combinando-os, porque há muitas outras supernovas nas quais temos massas calculadas por um método, mas não por outro.”
Nos anos anteriores à explosão das estrelas, elas tendem a se tornar mais ativas. Alguns astrônomos apontam para a supergigante vermelha Betelgeuse, que recentemente expeliu quantidades significativas de material, e eles se perguntam se essa estrela logo se tornará uma supernova. Embora Foley duvide de que Betelgeuse vá explodir iminentemente, ele acha que devemos levar a sério essas explosões estelares.
“Este poderia ser um sistema de alerta”, disse Foley. “Então, se você vir uma estrela começar a tremer um pouco, começar a agir, então talvez devêssemos prestar mais atenção e realmente tentar entender o que está acontecendo lá antes de explodir. À medida que encontramos mais e mais dessas supernovas com este tipo de um excelente conjunto de dados, seremos capazes de entender melhor o que está acontecendo nos últimos anos da vida de uma estrela. ”
O Telescópio Espacial Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA (Agência Espacial Europeia). O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, gerencia o telescópio. O Space Telescope Science Institute (STScI) em Baltimore, Maryland, conduz as operações científicas do Hubble. O STScI é operado para a NASA pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia, em Washington, DC.
Fonte:
