Durante muito tempo, suspeitou-se que as estrelas mais luminosas e de maior massa explodiam quando morriam. Os astrónomos obtiveram agora a prova mais directa de que esses monstros cósmicos morrem numa explosão estrondosa.

Os resultados lançam um novo olhar sobre as explosões de estrelas que fornecem ao Universo os ingredientes para a formação de planetas e de vida.

Com uma massa 330 mil vezes superior à da Terra, o Sol é responsável por 99,86% da massa total do Sistema Solar, mas, como estrela, o Sol pertence ao um grupo de pesos leves. As maiores e mais luminosas estrelas do Universo são as Wolf-Rayet, com massas 20 vezes superiores à do Sol e temperaturas pelo menos 5 vezes mais elevadas. Os astrónomos conhecem apenas algumas centenas de estrelas deste tipo.

O calor intenso nas estrelas Wolf-Rayet obriga a sua matéria a separar-se, o que as torna extremamente ventosas. Cada ano, é comum perderem uma massa equivalente à da Terra, com ventos a soprar na ordem dos 9 milhões de km/h.

Os astrónomos suspeitavam que as estrelas Wolf-Rayet se auto-destruíam violentamente como supernovas, as mais poderosas explosões estelares do Universo. Estas explosões são suficientemente brilhantes para ofuscarem momentaneamente as próprias galáxias hospedeiras, e vão enriquecê-las com elementos pesados que, eventualmente, se tornam os blocos de construção de planetas e da vida.

No entanto, as quantidades gigantescas de matéria que estas estrelas espalham obscurecem-nas geralmente por completo, por isso os cientistas não estavam certos de como elas se formam, vivem e morrem.

"Descobrir que tipo de estrela explodiu, depois de ter explodido, é naturalmente um problema difícil, já que a explosão destrói grande parte da informação" disse o autor do estudo, Avishay Gal-Yam, um astrofísico do Instituto Weizmann de Ciência, em Israel.

Alguns investigadores ainda levantaram dúvidas a respeito de as estrelas Wolf-Rayet explodirem como supernovas. "Há modelos que prevêem que as estrelas Wolf-Rayet entram em colapso, formando um buraco negro, tranquilamente, sem darem origem a uma supernova luminosa" notou Gal-Yam.

Agora, pela primeira vez, os cientistas têm a confirmação directa de que uma estrela Wolf-Rayet terminou a sua vida como uma supernova. As descobertas vêm detalhadas na edição de 22 de Maio da revista Nature.

Os investigadores focaram-se na supernova SN 2013cu, que explodiu a cerca de 360 milhões de anos-luz da Terra, na constelação de Boieiro. Esta explosão foi uma supernova de Tipo IIb, o que significa que ocorreu após o núcleo da estrela ficar sem combustível, colapsando para um pequeno objecto extraordinariamente denso numa fracção de segundo e dando origem a uma explosão. O que sobra destas supernovas é uma estrela de neutrões ou um buraco negro.

Os investigadores descobriram a supernova muito cedo, logo após ter explodido, durante a pesquisa intermediate Palomar Transient Factory (iPTF), que varre o céu com um telescópio montado com um sistema robótico de observação.

"Agora, enviamos alertas de supernova, de alta qualidade, para os astrónomos de todo o mundo em menos de 40 minutos", disse o co-autor Peter Nugent, um investigador da Universidade da Califórnia, em Berkeley.

Em seguida, os cientistas usaram telescópios terrestres e espaciais para observarem a supernova recém-nascida, aproximadamente entre as 5,7 e as 15 horas após ter explodido.

"As capacidades de observação recentemente desenvolvidas permitem-nos estudar estrelas que explodem de uma forma que antes só poderíamos sonhar", disse Gal-Yam. "Estamos a caminhar para estudos de supernovas em tempo real".

A explosão ionizou as moléculas vizinhas com um flash ultravioleta, dando-lhes uma carga eléctrica. O material ionizado que rodeava a estrela emite luz que nos diz qual a composição elementar do vento, e, por consequência, a composição da superfície da estrela tal como era pouco antes de explodir", afirmou Gal-Yam. "É uma informação muito poderosa sobre a natureza da estrela que explodiu e sobre a forma como ela evoluiu antes de explodir, e é a primeira vez que conseguimos obter este tipo de informação."

“A oportunidade dura apenas um dia, antes da onda da explosão da supernova varrer a ionização” acrescentou Gal-Yam.

A luz emitida sugeriu que a mãe da supernova era uma estrela Wolf-Rayet rica em azoto. "Esta é a prova", disse Nugent. "Pela primeira vez, podemos apontar directamente para uma observação e dizer que este tipo de estrela Wolf-Rayet leva a uma supernova de Tipo IIb."

"Quando identifiquei o primeiro exemplo de uma supernova de Tipo IIb, em 1987, sonhei que um dia teríamos a prova directa do tipo de estrela que explodiu", disse o co-autor Alex Filippenko, um investigador da Universidade da Califórnia, em Berkeley. "É refrescante podermos agora dizer que as estrelas Wolf-Rayet são as responsáveis, pelo menos em alguns casos."

Estudos futuros poderão analisar mais estrelas Wolf-Rayet, com o objectivo de determinar se estas mortes violentas são para elas um padrão.

"Se pudermos mostrar ser esta a norma para estas estrelas de grande massa, então terão de ser desenvolvidas novas teorias que expliquem como é possível estas estrelas formarem um buraco negro e ainda expelirem quantidades enormes de matéria e de energia dando origem a supernovas tão luminosas", rematou Gal-Yam.

Fontes da Notícia: http://www.nature.com/news/out-with-a-bang-1.15258
e http://www.space.com/25961-supernova-death-biggest-brightest-stars.html