SECÇÃO: Ciência

O Brilho das Estrelas: O que São, Como Vivem e Como Morrem

As estrelas sempre despertaram fascínio e curiosidade. Hoje sabemos que são enormes esferas de gás extremamente quente, compostas sobretudo por hidrogénio e hélio, onde ocorrem reações de fusão nuclear que libertam energia suficiente para iluminar galáxias inteiras. Embora pareçam pequenas no céu, muitas são muito maiores do que o Sol e encontram-se a distâncias tão grandes que a sua luz demora milhares de anos a chegar até nós.

O nascimento de uma estrela começa em vastas nuvens de gás e poeira chamadas nebulosas. Com o tempo, a gravidade comprime parte desse material, formando um protostar. Quando a temperatura no interior atinge valores suficientes para iniciar a fusão do hidrogénio, a estrela “acende-se” e entra na fase mais longa da sua vida, que pode durar milhares de milhões de anos. A evolução de cada estrela depende sobretudo da sua massa: estrelas pequenas e médias, como o Sol, vivem vidas longas e estáveis, enquanto estrelas muito massivas têm existências mais curtas e violentas.

Quando o combustível nuclear começa a escassear, estrelas como o Sol expandem-se e transformam-se em gigantes vermelhas. Mais tarde, libertam as suas camadas externas e deixam para trás uma anã branca, um núcleo extremamente denso. Já as estrelas massivas terminam em explosões titânicas chamadas supernovas, que podem originar estrelas de neutrões ou buracos negros.

As estrelas desempenham um papel fundamental no Universo: é no seu interior que se formam muitos dos elementos químicos necessários à vida. Ao morrerem, espalham esses elementos pelo espaço, permitindo o nascimento de novas estrelas e planetas. É por isso que se costuma dizer que somos feitos de poeira de estrelas.

Através da análise da luz estelar e com a ajuda de telescópios avançados, os astrónomos continuam a desvendar os segredos destas notáveis estruturas cósmicas, lembrando-nos de que cada ponto brilhante no céu conta uma história que começou muito antes de existirmos.

Observações muito rápidas levadas a cabo com o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO) revelaram a morte explosiva de uma estrela no momento em que a explosão irrompia da superfície da estrela. Pela primeira vez, os astrónomos revelaram a forma da explosão na sua fugaz fase inicial. Esta fase inicial já não teria sido possível observar no dia a seguir e ajuda-nos a responder a uma série de questões sobre como é que as estrelas massivas explodem, transformando-se em supernovas.

Quando a explosão da supernova SN 2024ggi foi detectada pela primeira vez na noite de 10 de Abril de 2024, Yi Yang, professor assistente da Universidade Tsinghua em Pequim, na China, e principal autor do novo estudo, acabara de aterrar em São Francisco depois um voo de longo curso. Yi Yang sabia que tinha de agir rapidamente e por isso, doze horas mais tarde enviou uma proposta de observação ao ESO. No seguimento de um processo de aprovação muito rápido, no dia 11 de Abril de 2024 o ESO apontou o seu telescópio VLT, instalado no Chile, à supernova, 26 horas apenas após a detecção inicial.

A SN 2024ggi situa-se na galáxia NGC 3621, na direção da constelação da Hidra, a “apenas” 22 milhões de anos-luz de distância da Terra, o que é próximo em termos astronómicos. Com um grande telescópio e o instrumento certo, a equipa internacional sabia que tinha uma oportunidade rara de desvendar a forma da explosão logo após a sua ocorrência. “As primeiras observações do VLT capturaram a fase durante a qual a matéria acelerada pela explosão perto do centro da estrela irrompeu pela superfície da estrela. Durante algumas horas, a geometria da estrela e a sua explosão puderam ser, e foram, observadas em conjunto“, afirma Dietrich Baade, astrónomo 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 estes fogos de artifício cósmicos”, explica Yang. Os mecanismos exatos por detrás das explosões de estrelas massivas, com mais de oito vezes a massa do Sol, sob a forma de supernovas, continuam a ser debatidos e permanecem uma das questões fundamentais abordadas pelos cientistas. A estrela progenitora desta supernova era uma supergigante vermelha, com uma massa 12 a 15 vezes superior à do Sol e um raio 500 vezes maior, o que faz da SN 2024ggi um exemplo clássico de explosão de uma estrela massiva.

Sabemos que, durante a sua vida, uma estrela típica mantém a sua forma esférica como resultado de um equilíbrio muito preciso entre a força gravitacional, que tende a comprimi-la, e a pressão do seu motor nuclear, que tende a expandi-la. Quando a sua última fonte de combustível se esgota, o motor nuclear começa a falhar. Para estrelas massivas, isto marca o início da fase de supernova: o núcleo da estrela moribunda entra em colapso, as conchas de massa que o rodeiam caem sobre ele e ricocheteiam. Este choque de richochete propaga-se para o exterior, destruindo a estrela.

Quando o choque irrompe da superfície estelar, são libertadas enormes quantidades de energia — a supernova brilha de forma dramática e pode então ser observada. Durante um período de tempo muito curto, a forma inicial da explosão pode ser estudada, antes da supernova começar a interagir com o material que circunda a estrela moribunda.

Foi isso que os astrónomos conseguiram observar pela primeira vez com o auxílio do

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Por: Luís Dias