Resumo objetivo: Cientistas identificaram que uma supernova superluminosa observada em 2024 teve seu brilho extremo causado pela formação de um magnetar no centro da explosão. A oscilação característica de seu brilho foi explicada pelo fenômeno da precessão de Lense-Thirring, distorcendo o espaço-tempo ao redor do magnetar. A descoberta, publicada na revista Nature, confirma uma hipótese de 2010 sobre a origem desses eventos cósmicos excepcionalmente brilhantes.
Principais tópicos abordados:
1. A causa do brilho excepcional de supernovas superluminosas (formação de um magnetar).
2. A explicação para as oscilações no brilho da supernova (efeito da precessão de Lense-Thirring).
3. A confirmação observacional de uma hipótese científica de longa data.
A explosão que marca o fim de uma estrela é um dos eventos cósmicos mais brilhantes âé muito mais luminosa que o Sol. E, em uma pequena parcela dos casos, o evento pode ser ainda mais brilhante.
Ainda não se sabia por que isso acontece. No entanto, uma dessas supernovas superluminosas, envolvendo uma estrela massiva em uma galáxia a cerca de um bilhão de anos-luz da Terra, está ajudando cientistas a resolver o mistério. Eles descreveram seus achados em um artigo publicado nesta quarta-feira (11) na revista Nature.
A supernova em questão foi detectada pela primeira vez em dezembro de 2024. Cientistas usaram o Observatório Las Cumbres, com sede na Califórnia (Estados Unidos), e o telescópio Atlas, no Chile, para estudá-la.
Ela se tornou ultrabrilhante, segundo os pesquisadores, porque a explosão deixou para trás um magnetar, um remanescente estelar extremamente compacto e de rotação rápida com um campo magnético poderoso. O magnetar amplificou a luminosidade ao capturar partÃculas carregadas e lançá-las na nuvem em expansão de gás e poeira da estrela.
Um magnetar é um tipo de estrela de nêutrons, o núcleo colapsado de uma estrela após sua morte.
"Quando uma estrela massiva esgota seu combustÃvel nuclear, ela não consegue mais resistir à força esmagadora da gravidade", disse Joseph Farah, doutorando em astrofÃsica no Observatório Las Cumbres e na Universidade da Califórnia, Santa Barbara. Ele é autor principal da nova pesquisa.
"O núcleo da estrela é comprimido sob o peso de toda a estrela acima dele, esmagando-o com tanta força que prótons e elétrons se fundem para formar nêutrons", disse Farah, referindo-se à s três partÃculas subatômicas fundamentais que compõem os átomos. "Se a massa do núcleo for grande demais, ele simplesmente entrará em colapso, formando um buraco negro. Mas, se as condições forem adequadas, a estrela de nêutrons nascente sobreviverá ao colapso do núcleo."
Assim, o magnetar fica oculto no centro da supernova, alimentando sua tremenda luminosidade de dentro para fora.
A primeira supernova superluminosa foi identificada em 2006 pelo astrofÃsico Andy Howell, do Observatório Las Cumbres, coautor da nova pesquisa. A hipótese de que um magnetar pudesse ser a fonte de energia para essas supernovas foi proposta em 2010. Howell disse acreditar que as novas descobertas confirmam essa hipótese.
A maioria das supernovas aumenta e diminui de brilho de forma previsÃvel. Contudo, a luminosidade de algumas supernovas, como a analisada no estudo, oscila ao longo de meses. Os picos de luminosidade vão se tornando cada vez mais curtos com o tempo.
Os pesquisadores atribuÃram isso a um fenômeno chamado precessão de Lense-Thirring, no qual o tecido do espaço-tempo é distorcido pelo magnetar em rotação. Após a detonação, a força gravitacional do magnetar atraiu parte do material estelar, formando um disco ao seu redor. Por causa da precessão de Lense-Thirring, o disco oscila.
"Isso faz com que a transferência de energia do magnetar para a supernova em expansão varie", criando ondulações no brilho da supernova, segundo Howell.
Os pesquisadores não determinaram com precisão o tamanho da estrela antes de seu fim. "Não sabemos muito sobre ela, mas provavelmente era muito grande", com uma massa dezenas de vezes superior à do Sol, de acordo com Farah.
A luminosidade de uma supernova é difÃcil de compreender. "Existe uma grande pergunta do tipo 'e se' que questiona: o que seria mais brilhante, o Sol se tornando uma supernova a 150 milhões de quilômetros da Terra ou uma bomba de hidrogênio explodindo no seu globo ocular? E a resposta é a supernova, por nove ordens de magnitude", afirmou Farah.
"Então, isso é apenas uma supernova comum. Uma supernova superluminosa é de 10 a 100 âou mais â vezes mais brilhante do que isso. Em termos absolutos, nossa supernova teve uma luminosidade maior do que a produção de toda a galáxia Via Láctea combinada."
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