sexta-feira, 14 de novembro de 2025

O formato único da explosão da estrela foi revelado apenas um dia após a detecção.

Caro(a) Leitor(a);

Observações rápidas com o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO) revelaram a morte explosiva de uma estrela no exato momento em que a onda de choque atravessava sua superfície. Pela primeira vez, os astrônomos desvendaram a forma da explosão em seu estágio inicial e fugaz. Essa breve fase inicial não seria observável um dia depois e ajuda a responder a uma série de perguntas sobre como estrelas massivas se tornam supernovas.

Quando a explosão da supernova SN 2024ggi foi detectada pela primeira vez na noite de 10 de abril de 2024, horário local, Yi Yang, professor assistente da Universidade Tsinghua em Pequim, China, e principal autor do novo estudo, acabara de desembarcar em São Francisco após um longo voo. Ele sabia que precisava agir rapidamente. Doze horas depois, enviou uma proposta de observação ao ESO, que, após um processo de aprovação muito rápido, apontou seu telescópio VLT no Chile para a supernova em 11 de abril, apenas 26 horas após a detecção inicial.

A supernova SN 2024ggi está localizada na galáxia NGC 3621, na direção da constelação de Hydra, a "apenas" 22 milhões de anos-luz de distância, o que é bastante próximo em termos astronômicos. Com um grande telescópio e o instrumento certo, a equipe internacional sabia que tinha uma oportunidade rara de desvendar a forma da explosão logo após ela ter ocorrido. " As primeiras observações do VLT capturaram a fase durante a qual a matéria acelerada pela explosão perto do centro da estrela atravessou a superfície estelar. Por algumas horas, a geometria da estrela e sua explosão puderam ser, e foram, observadas simultaneamente ", afirma Dietrich Baade, astrônomo do ESO na Alemanha e coautor do estudo publicado hoje na revista Science Advances .

“ A geometria de uma explosão de supernova fornece informações fundamentais sobre a evolução estelar e os processos físicos que levam a esses fogos de artifício cósmicos ”, explica Yang. Os mecanismos exatos por trás das explosões de supernovas em estrelas massivas, aquelas com mais de oito vezes a massa do Sol, ainda são debatidos e representam uma das questões fundamentais que os cientistas desejam abordar. A progenitora desta supernova foi uma estrela supergigante vermelha, com uma massa de 12 a 15 vezes a do Sol e um raio 500 vezes maior, tornando a SN 2024ggi um exemplo clássico de explosão de uma estrela massiva.

Sabemos que, durante sua vida, uma estrela típica mantém sua forma esférica como resultado de um equilíbrio muito preciso entre a força gravitacional, que tende a comprimi-la, e a pressão de seu motor nuclear, que tende a expandi-la. Quando esgota sua última fonte de combustível, o motor nuclear começa a falhar. Para estrelas massivas, isso marca o início de uma supernova: o núcleo da estrela moribunda colapsa, as camadas de massa ao seu redor caem sobre ele e ricocheteiam. Essa onda de choque se propaga para fora, destruindo a estrela.

Assim que a onda de choque atravessa a superfície, ela libera imensas quantidades de energia — a supernova então brilha dramaticamente e torna-se observável. Durante uma breve fase, a forma inicial da "ruptura" da supernova pode ser estudada antes que a explosão interaja com o material ao redor da estrela moribunda.

Isto é o que os astrônomos conseguiram pela primeira vez com o VLT do ESO, usando uma técnica chamada 'espectropolarimetria'. “ A espectropolarimetria fornece informações sobre a geometria da explosão que outros tipos de observação não conseguem fornecer porque as escalas angulares são muito pequenas ”, diz Lifan Wang, coautor e professor da Universidade Texas A&M, nos EUA, que foi aluno do ESO no início de sua carreira em astronomia. Mesmo que a estrela em explosão apareça como um único ponto, a polarização de sua luz carrega pistas ocultas sobre sua geometria, que a equipe conseguiu desvendar. [1]

A única instalação no hemisfério sul capaz de capturar a forma de uma supernova por meio de tal medição é o instrumento FORS2 , instalado no VLT. Com os dados do FORS2, os astrônomos descobriram que a explosão inicial de material tinha a forma de uma azeitona. À medida que a explosão se espalhava e colidia com a matéria ao redor da estrela, a forma se achatava, mas o eixo de simetria do material ejetado permanecia o mesmo. " Essas descobertas sugerem um mecanismo físico comum que impulsiona a explosão de muitas estrelas massivas, o qual manifesta uma simetria axial bem definida e atua em grandes escalas ", segundo Yang.

Com esse conhecimento, os astrônomos já podem descartar alguns dos modelos atuais de supernovas e adicionar novas informações para aprimorar outros, fornecendo insights sobre as poderosas mortes de estrelas massivas. " Essa descoberta não apenas reformula nossa compreensão das explosões estelares, mas também demonstra o que pode ser alcançado quando a ciência transcende fronteiras ", afirma o coautor e astrônomo do ESO, Ferdinando Patat. " É um poderoso lembrete de que curiosidade, colaboração e ação rápida podem revelar insights profundos sobre a física que molda nosso Universo ."

Notas

[1] As partículas de luz (fótons) têm uma propriedade chamada polarização . Numa esfera, a forma da maioria das estrelas, a polarização dos fótons individuais cancela-se, de modo que a polarização líquida do objeto é zero. Quando os astrónomos medem uma polarização líquida diferente de zero, podem usar essa medição para inferir a forma do objeto — uma estrela ou uma supernova — que emite a luz observada.

Mais informações

Esta pesquisa foi apresentada em um artigo a ser publicado na revista Science Advances (doi: 10.1126/sciadv.adx2925).

A equipe é composta por Y. Yang (Departamento de Física, Universidade Tsinghua, China [Universidade Tsinghua]), X. Wen (Escola de Física e Astronomia, Universidade Normal de Pequim, China [Universidade Normal de Pequim] e Universidade Tsinghua), L. Wang (Departamento de Física e Astronomia, Universidade Texas A&M, EUA [Universidade Texas A&M] e Instituto George P. e Cynthia Woods Mitchell de Física Fundamental e Astronomia, Universidade Texas A&M, EUA [IFPA Universidade Texas A&M]), D. Baade (Organização Europeia para a Pesquisa Astronômica no Hemisfério Sul, Alemanha [ESO]), J.C. Wheeler (Universidade do Texas em Austin, EUA), A. V. Filippenko (Departamento de Astronomia, Universidade da Califórnia, Berkeley, EUA [UC Berkeley] e Instituto Hagler de Estudos Avançados, Universidade Texas A&M, EUA), A. Gal-Yam (Departamento de Física de Partículas e Astrofísica, Instituto Weizmann de Ciências, Israel), J. Maund (Departamento de Física, Royal Holloway, Universidade de Londres, Reino Unido), S. Schulze (Centro de Exploração e Pesquisa Interdisciplinar em Astrofísica, Universidade Northwestern, EUA), X. Wang (Universidade Tsinghua), C. Ashall (Departamento de Física, Virginia Tech, EUA e Instituto de Astronomia, Universidade do Havaí em Manoa, EUA), M. Bulla (Departamento de Física e Ciências da Terra, Universidade de Ferrara, Itália e INFN, Seção de Ferrara, Itália e INAF, Observatório Astronômico de Abruzzo, Itália), A. Cikota (Observatório Gemini/NSF NOIRLab, Chile), H. Gao (Universidade Normal de Pequim e Instituto de Fronteiras em Astronomia e Astrofísica, Universidade Normal de Pequim, China), P. Hoeflich (Departamento de Física, Universidade Estadual da Flórida, EUA), G. Li (Universidade Tsinghua), D. Mishra (Universidade Texas A&M e IFPA Universidade Texas A&M), Ferdinando Patat (ESO), K. C. Patra (Califórnia e Departamento de Astronomia e Astrofísica, Universidade da Califórnia, Santa Cruz, EUA), S. S. Vasylyev (UC Berkeley), S. Yan (Universidade de Tsinghua).

O Observatório Europeu do Sul (ESO) permite que cientistas do mundo todo descubram os segredos do Universo para o benefício de todos. Projetamos, construímos e operamos observatórios de classe mundial em solo — que os astrônomos usam para abordar questões fascinantes e disseminar o fascínio da astronomia — e promovemos a colaboração internacional em prol da astronomia. Fundado como uma organização intergovernamental em 1962, o ESO conta hoje com o apoio de 16 Estados-Membros (Áustria, Bélgica, República Tcheca, Dinamarca, França, Finlândia, Alemanha, Irlanda, Itália, Países Baixos, Polônia, Portugal, Espanha, Suécia, Suíça e Reino Unido), além do Chile, país anfitrião, e da Austrália como Parceiro Estratégico. A sede do ESO, seu centro de visitantes e planetário, o ESO Supernova, estão localizados perto de Munique, na Alemanha, enquanto o Deserto do Atacama, no Chile, um lugar maravilhoso com condições únicas para a observação do céu, abriga nossos telescópios. O ESO opera três locais de observação: La Silla, Paranal e Chajnantor. Em Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope (VLT) e seu Interferômetro do Very Large Telescope (VLTI), além de telescópios de rastreio como o VISTA. Também em Paranal, o ESO abrigará e operará o conjunto sul do Observatório Cherenkov Telescope Array (CTRA), o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. Juntamente com parceiros internacionais, o ESO opera o ALMA em Chajnantor, uma instalação que observa o céu nas faixas de milímetros e submilímetros. Em Cerro Armazones, perto de Paranal, estamos construindo “o maior olho do mundo voltado para o céu” — o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO. De nossos escritórios em Santiago, Chile, apoiamos nossas operações no país e interagimos com parceiros e a sociedade chilena.

Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos de Economia, Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia Climatologia). Participou do curso Astrofísica Geral no nível Georges Lemaître (EAD), concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Em outubro de 2014, ingressou no projeto , que integra o () administrado pela . Posteriormente, em setembro de 2016, passou a participar do , um programa mundial de ciência e educação com foco no monitoramento do .