O ‘Hubble’ fotografa uma supernova que surpreende por seu brilho

A explosão de uma estrela descoberta, por pura casualidade, por uns estudantes britânicos há pouco mais de um mês se converteu em tema de interesse de astrônomos de todo o mundo, que inclusive apontaram o telescópio espacial Hubble para vê-la. É a supernova mais brilhante detectada nos últimos 27 anos e ainda é visível no céu com telescópios modestos de amadores. Além disso, é de um tipo especial (Ia) que os cosmólogos utilizam para medir grandes distâncias no universo. Mas o céu costuma surpreender os cientistas e, nesse caso, não só a uns jovens da Universidade de Londres que foram os primeiros a vê-la. Um grupo de especialistas da Universidade de Berkeley (EUA) está estudando a supernova que foi batizada oficialmente de SN 2014J, e viu que é estranha porque seu brilho aumentou mais rápido do que o esperado. “Pode ser que esteja nos mostrando algo das supernovas de tipo Ia que os teóricos precisem compreender; talvez o que pensávamos que fosse um comportamento normal de uma dessas supernovas seja o anormal”, diz Alex Filippenko, líder da equipe.

Uma anã branca tem tanta massa como o Sol e tamanho igual ao da Terra

Uma supernova é uma explosão colossal de uma estrela que ocorre quando ela se desestabiliza. A descrição padrão desses fenômenos fala de astros imensos, muito mais massivos que o Sol que, quando as reações nucleares de seu interior já consumiram todo o seu hidrogênio, deixando-os sem combustível, colapsam desencadeando todo o processo de explosão na forma de supernova. Mas, as do tipo Ia são diferentes: são estrelas anãs brancas, velhas e muito densas, tanto que nelas uma massa como a do Sol está comprimida em um tamanho equivalente ao da Terra; quando roubam matéria de um astro próximo ou se se fundem duas delas, podem superar um certo umbral de massa a partir do qual deixam de ser estáveis e se desencadeia uma colossal explosão.

Foi o que viram uns quantos alunos da Universidade de Londres na noite de 21 de janeiro passado, durante uns exercícios com as imagens que conseguiram captar da galáxia M82, entre as nuvens daquela noite pouco adequada para a observação astronômica. Steve Fossey, o professor, ficou surpreso com o ponto brilhante que aparecia na galáxia bem conhecida, fez algumas checagens e concluiu que se tratava de uma supernova.

Uma vez confirmado oficialmente, astrônomos do mundo todo apontaram seus telescópios para M82, situada a uns 11,5 milhões de anos luz da Terra. Também repassaram seus arquivos dos dias precedentes e constataram que a SN 2014J estava já em fotografias anteriores. Concretamente, o telescópio automático Katzman, no observatório Lick (Califórnia) a havia captado no dia 14 de janeiro, apenas umas 37 horas depois de que fosse visível a partir da Terra. Inclusive um astrônomo amador japonês conseguiu captá-la uma hora antes. Uns dias depois, em 31 de janeiro, foi fotografada pelo Hubble, quando estava perto de seu ponto de brilho máximo.

A equipe de Filippenko explica que a SN 2014J mostra o mesmo brilho rápido que outra supernova, a SN 2013dy, descoberta pelo telescópio Katzman no ano passado. “Duas das três supernovas de tipo Ia mais recentes e melhor observadas são estranhas, o que nos dá novas pistas sobre como explodem as estrelas”, comenta o astrônomo de Berkeley, fazendo referência a um terceiro objeto desse tipo, a SN 2011 fe, de três anos atrás, cujo comportamento se ajustou melhor aos modelos teóricos e às observações precedentes. Esses pesquisadores apresentam suas conclusões sobre a supernova do dia 21 de janeiro no The Astrophysical Journal Letters.

Os cientistas usam as explosões do tipo Ia para medir distâncias no céu

O valor das Ia como marcação de medida de distâncias no universo se deve a que essas supernovas geram o mesmo brilho mais ou menos, o que permite estimar a distância a que está a galáxia na qual se produzem essas explosões (da mesma forma que se pode calcular a distância de uma lâmpada acesa se sua potência for conhecida). E foi precisamente com duas pesquisas independentes que usaram, nos anos noventa, essas supernovas para medir distâncias no cosmos e medir a velocidade de recessão das respectivas galáxias que se descobriu a inesperada aceleração da expansão do universo. Os principais responsáveis pelas duas equipes (Adam Riess, Brian Schmidt e Saul Pertlmutter) receberam o Prêmio Novel de Física em 2011, com a aceleração (supostamente devida ao efeito da denominada energia escura), já convertida no tema mais candente e misterioso da cosmologia atual.

O comportamento anômalo da última supernova “não entra em contradição com os resultados da expansão”, diz Filippenko, “ao refinar a compreensão das explosões de tipo Ia pode-se melhorar as medidas de distâncias e fazer cálculos mais precisos da taxa de expansão, delimitando melhor a natureza da energia escura”.

Outros cientistas de Berkeley e da Universidade Nacional Australiana investigaram o umbral de massa definido a partir do qual a estrela anã branca explode numa supernova Ia, umbral pelo qual seu brilho seria tão uniforme. Richard Scalzo e seus colegas afirmam agora que essas estrelas explodem a partir de uma faixa de massa um pouco mais ampla do que esse umbral. Sua pesquisa, que se publicará na revista Monthly Notices of the Royal Society britânica, ajudará a perfilar os modelos teóricos existentes sobre essas supernovas.