MADRI, 19 (EUROPA PRESS)
Os primeiros flashes de uma supernova podem ser analisados poucas horas após sua ocorrência para determinar sua origem, graças a um novo método de observação astronômica.
As supernovas aparecem aos nossos olhos — e aos instrumentos astronômicos — como clarões brilhantes que surgem no céu sem aviso, em lugares onde nada era visível momentos antes. O clarão é causado pela explosão colossal de uma estrela.
Devido à sua natureza repentina e imprevisível, as supernovas têm sido difíceis de estudar há muito tempo, mas hoje, graças a pesquisas extensas, contínuas e frequentes do céu, os astrônomos podem descobrir novas supernovas quase diariamente.
No entanto, é crucial desenvolver protocolos e métodos para detectá-los prontamente; só então seremos capazes de entender os eventos e os corpos celestes que os desencadearam.
Em um estudo piloto, Lluís Galbany, do Instituto de Ciências Espaciais (ICE-CSIC) em Barcelona, e seus colegas apresentam uma metodologia que lhes permite obter os espectros de supernova mais precocemente possíveis, idealmente dentro de 48 ou até 24 horas após a primeira luz. Os resultados foram publicados no periódico Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Supernovas são explosões enormes que marcam os estágios finais da vida de uma estrela. Elas são divididas em duas grandes categorias, determinadas pela massa da estrela progenitora. "Supernovas termonucleares são estrelas cuja massa inicial não excedeu oito massas solares", explica Galbany, primeiro autor do estudo.
O estágio evolutivo mais avançado dessas estrelas, antes da supernova, é a anã branca: objetos muito antigos que não possuem mais um núcleo ativo produtor de calor. As anãs brancas podem permanecer em equilíbrio por muito tempo, graças a um efeito quântico chamado pressão de degeneração eletrônica.
Se tal estrela estiver em um sistema binário, ele continua, ela pode absorver matéria de sua companheira. A massa adicional aumenta a pressão interna até que a anã branca exploda como uma supernova.
"A segunda categoria principal são as estrelas muito massivas, aquelas com mais de oito massas solares", diz Galbany. Elas brilham graças à fusão nuclear em seus núcleos, mas assim que a estrela queima átomos progressivamente mais pesados, a ponto de a fusão não produzir mais energia, o núcleo colapsa. Nesse ponto, a estrela colapsa porque a gravidade não é mais neutralizada; a rápida contração aumenta drasticamente a pressão interna e desencadeia a explosão.
As primeiras horas e dias após a explosão preservam pistas diretas sobre o sistema progenitor: informações que ajudam a distinguir padrões de explosão concorrentes, estimar parâmetros críticos e estudar o ambiente local. "Quanto mais cedo os detectarmos, melhor", observa Galbany.
DIAS OU SEMANAS
Historicamente, a obtenção de dados tão iniciais era difícil porque a maioria das supernovas era descoberta dias ou semanas após a explosão. Os levantamentos modernos de campo amplo e alta velocidade, que cobrem grandes áreas do céu e as revisitam com frequência, estão mudando essa perspectiva e permitindo descobertas em apenas algumas horas ou dias. Protocolos e critérios ainda são necessários para explorar plenamente esses levantamentos, e a equipe de Galbany testou essas regras usando observações do Gran Telescopio de Canarias (GTC). Seu estudo relata 10 supernovas: metade termonucleares e metade de colapso do núcleo. A maioria foi observada dentro de seis dias da explosão estimada e, em dois casos, dentro de 48 horas.
O protocolo começa com uma busca rápida por candidatos baseada em dois critérios: o sinal brilhante deve ter estado ausente nas imagens da noite anterior e a nova fonte deve estar dentro de uma galáxia. Quando ambas as condições são atendidas, a equipe ativa o instrumento OSIRIS do GTC para obter um espectro.
"O espectro da supernova nos diz, por exemplo, se a estrela continha hidrogênio, o que significa que estamos lidando com uma supernova de colapso do núcleo", explica Galbany.
Entender a supernova em seus primeiros momentos também permite a exploração de outros tipos de dados sobre o mesmo objeto, como a fotometria do Zwicky Transient Facility (ZTF) e do Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS), que é usado no estudo.
Essas curvas de luz mostram como o brilho aumenta na fase inicial; se pequenas protuberâncias forem observadas, isso pode significar que outra estrela em um sistema binário foi absorvida pela explosão. Verificações adicionais são baseadas em dados da mesma área do céu de outros observatórios.
Como este primeiro estudo conseguiu coletar dados em 48 horas, os autores concluem que observações ainda mais rápidas são possíveis. "O que acabamos de publicar é um estudo piloto", diz Galbany.
