GALBANY ET AL., JCAP, 2025.
MADRID, 19 ago. (EUROPA PRESS) -
Os primeiros flashes de uma supernova poderão ser analisados horas depois de sua origem, graças a um novo método de observação astronômica.
As supernovas aparecem aos nossos olhos - e aos instrumentos astronômicos - como flashes brilhantes que surgem no céu sem aviso, em locais onde nada era visível momentos antes. O flash é causado pela explosão colossal de uma estrela.
Devido à sua repentinidade e imprevisibilidade, as supernovas sempre foram difíceis de estudar, mas hoje, graças a pesquisas extensas, contínuas e frequentes do céu, os astrônomos podem descobrir novas supernovas quase todos os dias.
Entretanto, é fundamental desenvolver protocolos e métodos que as detectem precocemente; somente assim poderemos 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 para obter os espectros de supernovas o mais cedo possível, idealmente dentro de 48 ou até 24 horas após a primeira luz. Os resultados foram publicados no Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
As supernovas são enormes explosões que marcam os estágios finais da vida de uma estrela. Elas se dividem em duas categorias amplas, determinadas pela massa da estrela-mãe. "As 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 têm mais um núcleo ativo que produz calor. As anãs brancas podem permanecer em equilíbrio por um longo tempo, graças a um efeito quântico chamado pressão de degeneração eletrônica.
Se essa estrela estiver em um sistema binário, continua ele, ela pode absorver matéria de sua companheira. A massa extra aumenta a pressão interna até que a anã branca exploda como uma supernova.
"A segunda categoria principal é a das estrelas muito maciças, com mais de oito massas solares", diz Galbany. Elas brilham graças à fusão nuclear em seus núcleos, mas quando a estrela queima átomos cada vez mais pesados, até o ponto em que a fusão não produz mais energia, o núcleo entra em colapso. Nesse ponto, a estrela entra em colapso porque a gravidade não é mais contrabalançada; 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-mãe: informações que ajudam a distinguir modelos de explosão rivais, estimar parâmetros críticos e estudar o ambiente local. "Quanto mais cedo as detectarmos, melhor", diz Galbany.
DIAS OU SEMANAS
Historicamente, a obtenção desses dados precoces era difícil porque a maioria das supernovas era descoberta dias ou semanas após a explosão. As pesquisas modernas de campo amplo e alta cadência, que cobrem grandes faixas do céu e as revisitam com frequência, estão mudando essa perspectiva e permitindo descobertas em apenas horas ou dias. Ainda são necessários protocolos e critérios para explorar ao máximo essas pesquisas, e a equipe de Galbany testou essas regras usando observações do Gran Telescopio de Canarias (GTC). Seu estudo relata 10 supernovas: metade termonuclear e metade de colapso do núcleo. A maioria foi observada dentro de seis dias após a explosão estimada e, em dois casos, dentro de 48 horas.
O protocolo começa com uma busca rápida por candidatos com base em dois critérios: o sinal de luz deve estar 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 com colapso do núcleo", explica Galbany.
Conhecer a supernova em seus estágios iniciais também nos permite procurar outros tipos de dados sobre o mesmo objeto, como a fotometria do Zwicky Transient Facility (ZTF) e o Asteroid Terrestrial Last Landfall Alert System (ATLAS), que é usado no estudo.
Essas curvas de luz mostram como o brilho aumenta na fase inicial; se forem observadas pequenas saliências, isso pode significar que outra estrela em um sistema binário foi absorvida pela explosão. Verificações adicionais contrastam dados da mesma área do céu de outros observatórios.
Como esse 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.
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