Supernova: cientistas tentam compreender como explode uma estrela

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As estrelas são bolas esféricas de gás e seria fácil imaginar que quando explodem, ao final da vida, seu material remanescente fosse ejetado de forma bastante uniforme, praticamente redonda, mas não é bem isso o que acontece.

"Nossos estudos mostram que o coração da explosão, ou motor, é bastante distorcido possivelmente porque as regiões no interior da estrela literalmente se espalham antes da detonação", disse Fiona Harrison, principal investigadora para os dados do telescópio espacial NuStar junto ao Instituto de Tecnologia da Califórnia, Caltech.

Fiona se baseia em dados de alta-energia registrados pelo telescópio e que permitiram a criação do primeiro mapa de material radioativo observado em um remanescente de supernova. Os resultados, obtidos do estudo do que restou de Cassiopeia A (Cas A) mostram como as ondas de choque praticamente rasgaram a estrela maciça em seus momentos finais.

Cassiopeia A
Cas A foi criada quando uma estrela maciça explodiu em uma supernova, deixando no espaço um cadáver estelar denso repleto de restos ejetados. A luz da explosão chegou à Terra algumas centenas de anos atrás, assim, o que estamos vendo nesse momento é o remanescente quando ainda era muito jovem.

Elementos pesados
As supernovas semeam o universo com muitos elementos químicos, incluindo o ouro das joias, o cálcio dos ossos e o ferro no sangue. Enquanto pequenas estrelas como o nosso sol terminam suas vidas de modo menos violento, estrelas com pelo menos oito vezes a massa solar explodem em eventos cataclísmicos, chamados supernovas. As temperaturas extremamente elevadas e as partículas criadas na explosão fundem os elementos mais leves para criar elementos mais pesados.

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No caso de Cas A, o material mapeado é o titânio 4, que tem um núcleo instável produzido no coração da estrela no momento da explosão. O mapa mostra o titânio concentrado em aglomerados no centro do remanescente e aponta para uma possível solução para o mistério de como a estrela mãe encontrou o seu fim.

Onda de Choque
Quando os pesquisadores simulam explosões de supernovas em computadores, a principal onda de choque frequentemente é bloqueada e a estrela não consegue quebrar. No entanto, as últimas descobertas sugerem fortemente que ao explodir a estrela literalmente se esparrama, re-energizando a onda de choque bloqueada, permitindo que as camadas exteriores finalmente sejam ejetadas.

"Com o mapa produzido pelo NuSTAR temos uma nova ferramenta forense para investigar a explosão", disse um dos autores do estudo, Brian Grefenstette, da Caltech.

Segundo o pesquisador, antes era difícil interpretar o que estava acontecendo em Cas A, pois as observações eram feitas apenas no comprimento de onda dos raios-X, emitidos quando o material remanescente é aquecido. "Agora que podemos enxergar o material radioativo estamos vendo o que ocorreu no centro da explosão", disse Grefenstette.

"É por isso que nós construímos NuSTAR. Para descobrir coisas que nunca soubemos sobre o universo de alta energia", disse Paul Hertz , diretor da divisão de astrofísica da Nasa e um dos projetistas do telescópio.

Artes: no topo, mapa produzido pelo telescópio NuSTAR mostra o remanescente de Cas A, onde a cor azul é o material radioativo. Acima, sequência mostra como ocorre uma explosão supernova. Créditos: Nasa, Caltech, Apolo11.com.