Uma imagem composta tirada com o Telescópio Liverpool mostrando a localização de SN 2023ixf, uma supernova supergigante vermelha (o objeto mais azul do retângulo) que ocorreu a 22 milhões de anos-luz da Terra na Galáxia Catavento. Crédito:E. Zimmerman et al., Weizmann Institute of Science/Liverpool Telescope Os relatos de supernovas – estrelas em explosão – remontam a milhares de anos e, embora saibamos hoje que estes eventos criam os blocos de construção da própria vida, ainda existem questões sem resposta sobre as condições que provocam a explosão de uma estrela.
Pesquisadores do Instituto Weizmann de Ciência fizeram agora grandes progressos na melhor compreensão desses fenômenos fascinantes. Usando vários telescópios, incluindo o Observatório W. M. Keck em Maunakea, Ilha do Havaí, eles foram capazes de coletar dados de uma supernova única na vida chamada SN 2023ixf. Suas descobertas foram publicadas na edição de hoje da revista Nature .
Até recentemente, as supernovas eram consideradas raras, com ocorrências conhecidas na Via Láctea acontecendo, no máximo, uma vez por século, iluminando o céu noturno com a intensidade de 100 milhões de sóis; a última explosão observável na nossa galáxia ocorreu há centenas de anos.
Desde então, os avanços na tecnologia dos telescópios ajudaram a identificar supernovas em galáxias distantes, fornecendo mais dados do que era possível anteriormente. Ainda assim, o mesmo problema persiste; como as explosões não podem ser previstas, os astrofísicos são como arqueólogos espaciais, geralmente chegando ao local após o evento e tentando reunir informações dos restos mortais.
“É isso que torna esta supernova em particular diferente”, diz Ph.D. estudante Erez Zimmerman do grupo do Prof. Avishay Gal-Yam em Weizmann. "Conseguimos - pela primeira vez - seguir de perto uma supernova enquanto a sua luz emergia do material circunstelar no qual a estrela em explosão estava inserida."
A descoberta equivalia a chegar ao local do crime enquanto o crime ainda ocorria.
Os cientistas admitem que tiveram sorte. A equipe de Gal-Yam solicitou tempo de pesquisa no Telescópio Espacial Hubble da NASA, na esperança de coletar dados espectrais ultravioleta (UV) sobre qualquer supernova interagindo com seu ambiente. Em vez disso, tiveram a oportunidade de testemunhar em tempo real uma das supernovas mais próximas em décadas:uma supergigante vermelha a explodir numa galáxia vizinha chamada Messier 101, também conhecida como galáxia Catavento.
A equipe descobriu o SN 2023ixf numa sexta-feira, no início do fim de semana em Israel e pouco antes do fim de semana no Instituto de Ciência do Telescópio Espacial de Baltimore – o centro de operações do Telescópio Hubble. Para complicar ainda mais as coisas, aconteceu dois dias antes do casamento de Zimmerman. A equipe perseverou e passou a noite inteira na sexta-feira, entregando as medições necessárias à NASA na hora certa.
“É muito raro, como cientista, ter que agir tão rapidamente”, diz Gal-Yam. “A maioria dos projetos científicos não acontece no meio da noite, mas a oportunidade surgiu e não tivemos escolha senão responder de acordo.”
Não só conseguiram fazer com que o Hubble assumisse as coordenadas e o ângulo corretos para registar os dados necessários, mas, devido à relativa proximidade da explosão, descobriu-se que o Hubble já tinha feito gravações neste setor do Universo muitas vezes antes. Voltando-se para os arquivos da NASA, a equipe de Gal-Yam e muitos outros grupos conseguiram adquirir dados anteriores ao eventual desaparecimento da estrela – quando ela ainda era apenas uma supergigante vermelha em seus estágios finais de vida – criando assim o retrato mais completo de uma supernova. sempre:um composto de seus últimos dias e morte.
As observações do SN 2023ixf consistiram em dados de UV e raios X dos satélites Hubble e Swift da NASA, bem como de muitos dos melhores telescópios do mundo.
Isso incluiu espectros capturados usando três dos instrumentos do Observatório Keck - o Keck Cosmic Web Imager (KCWI), Deep Imaging and Multi-Object Spectrograph (DEIMOS) e Low Resolution Imaging Spectrometer (LRIS) - com cada instrumento oferecendo uma visão única da supernova. e como isso mudou ao longo do tempo.
A compilação de dados espaciais e terrestres de alta qualidade permitiu aos investigadores mapear as duas camadas exteriores da estrela em explosão e apresentar uma hipótese extraordinária.
“Os cálculos do material circunstelar emitido na explosão, bem como a densidade e massa deste material antes e depois da supernova, criam uma discrepância, o que torna muito provável que a massa que falta tenha acabado num buraco negro que se formou no rescaldo. da explosão - algo que geralmente é muito difícil de determinar", diz Ph.D. o aluno Ido Irani da equipe de Gal-Yam.
“As estrelas se comportam de maneira muito irregular na velhice”, diz Gal-Yam. “Eles se tornam instáveis e geralmente não podemos ter certeza de quais processos complexos ocorrem dentro deles porque sempre iniciamos o processo forense após o fato, quando muitos dos dados já foram perdidos”.
“Este estudo apresenta uma oportunidade única para compreender melhor os mecanismos que levam ao fim da vida de uma estrela e à eventual formação de algo inteiramente novo”, disse Zimmerman.
Os cientistas talvez nunca descubram o que acontecerá com a matéria que constituiu a antiga supergigante vermelha de Messier 101. No entanto, as fases posteriores da supernova estão em curso e novos dados ainda estão a chegar, o que significa que este estudo, juntamente com estudos de acompanhamento do SN 2023ixf, poderá fornecer mais informações sobre estes eventos explosivos.
