Os cientistas capturaram o momento em que a onda de choque de uma explosão de supernova irrompe pela primeira vez na superfície de uma estrela condenada, revelando o que parece ser uma detonação surpreendentemente simétrica.
Ver esse momento em detalhes já foi difícil porque é raro que um supernova ser avistado com antecedência suficiente e para que os telescópios sejam apontados para ele – e quando isso acontecer, a explosão estrela esteve muito longe.
Ele e a sua equipa internacional de colegas, da China, da Europa, do Médio Oriente e dos EUA, rapidamente pediram tempo no Telescópio muito grande (VLT) no Observatório Europeu do Sul (ESO), no Chile, para observar a supernova. Vinte e seis horas depois de a supernova ter sido descoberta pelas câmaras do Sistema Global de Último Alerta de Impacto Terrestre de Asteroides (ATLAS), o VLT estava a fornecer dados.
“As primeiras observações do VLT capturaram a fase durante a qual a matéria acelerada pela explosão perto do centro da estrela atravessou a superfície da estrela,” disse um desses colegas, Dietrich Baade do ESO, num comunicado. declaração. “Durante algumas horas, a geometria da estrela e a sua explosão puderam ser, e foram, observadas em conjunto.”
A estrela que se tornou supernova era uma supergigante vermelha massiva que tinha entre 12 e 15 vezes a massa do nosso sol. Essas estrelas morrem quando não conseguem mais produzir fusão nuclear reações em seu núcleo, fazendo com que o núcleo entre em colapso gravitacional para formar um estrela de nêutrons. As camadas da estrela ao redor do núcleo caem sobre ele e depois ricocheteiam, provocando uma explosão que destrói a estrela. A estrela, sendo rasgada de dentro para fora, começou a brilhar dramaticamente, mas como uma supergigante vermelha é tão grande, com um raio de 250 milhões de quilómetros (217 milhões de milhas) ou 500 vezes o raio do Sol, demorou cerca de um dia para esta onda de choque irromper através da sua superfície visível.
Este era o momento que Yang, Baade e seus colegas esperavam. Se tivessem chegado um dia depois, teriam perdido. Ver o momento do choque é vital para entender como exatamente uma estrela se desintegra.
Embora a supernova em si não pudesse ser resolvida como algo colocado num ponto de luz, a polarização dessa luz continha as pistas sobre a geometria da erupção.
“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”, disse Yang.
Utilizando o espectrógrafo FORS2 do VLT, a equipa utilizou uma técnica de observação chamada espectropolarimetria para medir essa polarização.
“A espectropolarimetria fornece informações sobre a geometria da explosão que outros tipos de observação não podem fornecer porque as escalas angulares são muito pequenas”, disse outro membro da equipe, Lifan Wang, da Texas A&M University.
A medição mostrou que o formato da explosão foi achatado, como uma azeitona ou uva. Crucialmente, porém, a explosão propagou-se simetricamente e continuou a fazê-lo mesmo quando colidiu com um anel de material circunstelar.
“Essas descobertas sugerem um mecanismo físico comum que impulsiona a explosão de muitas estrelas massivas, que manifesta uma simetria axial bem definida e atua em grandes escalas”, disse Yang.
As descobertas permitirão aos astrónomos descartar alguns modelos e reforçar outros que descrevem o que impulsiona a onda de choque numa explosão de supernova.
Em particular, alguns modelos sugerem que a onda de choque pode ganhar energia absorvendo partículas peculiares chamadas neutrinos à medida que sai do núcleo até a superfície da estrela. A absorção de neutrinos, no entanto, deveria levar a explosões altamente assimétricas, o que não parece ser o caso aqui. Em ocasiões em que as explosões de supernovas foram, numa fase posterior, consideradas assimétricas, a equipa de Yang propõe que poderiam ser campos magnéticos poderosos que moldam a assimetria, em vez de neutrinos.
As descobertas do SN 2024ggi foram publicadas em 12 de novembro na Science Advances, e o artigo está disponível no site Site do ESO.
