Uma investigação de uma explosão cósmica que marcou a morte violenta de uma estrela massiva colocou em causa a nossa compreensão da ligação entre os detritos ejectados que atingem violentamente a matéria circundante e a produção de energia destes eventos.
A supernova no centro desta pesquisa, designada SN 2024bch, entrou em erupção a cerca de 65 milhões de anos-luz de distância da Terra e foi observado pela primeira vez em fevereiro de 2024. É um exemplo de Supernova tipo IIuma explosão que ocorre quando a fusão nuclear cessa no núcleo de ferro sólido de uma estrela massiva, causando seu colapso, enviando ondas de choque para as camadas externas da estrela, fazendo com que sejam ejetadas.
A equipa responsável por esta investigação, proveniente do Instituto Nacional de Astrofísica (INAF), estudou esta supernova durante 140 dias, utilizando uma série de telescópios terrestres e a sonda Swift, descobrindo as estreitas linhas de emissão no seu espectro. Esta característica foi anteriormente considerada um teste para descobrir se uma estrela moribunda está a interagir com o seu ambiente.
No entanto, no caso do SN 2024bch, a energia libertada não parece ser o resultado da mistura de matéria ejectada com uma densa camada de gás. Em vez disso, os investigadores do INAF sugerem um mecanismo diferente para explicar a energia, denominado fluorescência de Bowen.
“Aplicamos uma perspectiva não tradicional e sem preconceitos”, disse Leonardo Tartaglia, líder da equipe e pesquisador do INAF, em um comunicado traduzido. “Pela primeira vez neste tipo de transiente, demonstramos que o mecanismo primário é a fluorescência de Bowen, um fenômeno conhecido desde a primeira metade do século 20 que nunca havia sido considerado no estudo de objetos semelhantes. Nosso cenário descreve todas as fases evolutivas da supernova com grande precisão.”
A fluorescência de Bowen é semelhante a um eco, mas de luz de alta energia, e não de som. Neste caso, a intensa luz ultravioleta da supernova excita os átomos de hélio circundantes, e estes átomos transferem então energia para outros elementos como o oxigénio e o azoto, também presentes em torno da estrela moribunda. É esta transferência de energia que gera as estreitas linhas espectrais vistas pela equipe.
Esta revelação significa que os cientistas poderão ter de repensar os modelos de supernovas do Tipo II, o que resultaria na exclusão de algumas destas explosões cósmicas como fonte de neutrinos, “partículas fantasmas” virtualmente sem massa e sem carga que fluem através do espaço quase à velocidade da luz.
Isto poderia ter ramificações para um poderoso método de investigação do cosmos chamado astronomia multimensageira, que envolve o estudo de eventos e objetos em radiação eletromagnética juntamente com ondas gravitacionais ou neutrinos.
“O nosso estudo destaca que, pelo menos para uma fracção destes transientes, a interacção não é o principal factor de emissões, e isto tem implicações importantes para a astronomia multi-mensageira,” disse Tartaglia. “Não mostrando nenhuma evidência de interação, a supernova SN 2024bch não possui as condições físicas necessárias para a emissão de neutrinos de alta energia.”
A pesquisa da equipe foi aceita para publicação em Astronomia e Astrofísica.
