Novos cálculos sugerem que uma enorme explosão observada em 2007 terá assinalado a morte de uma das mais massivas estrelas conhecidas no Universo. Explosões semelhantes podem ter poluído o jovem Universo com elementos pesados, alterando a sua evolução.

Uma equipa de astrónomos liderada por Avishay Gal-Yam do Instituto Weizman de Ciência em Rehovot, Israel, detectou a explosão numa galáxia anã no dia 6 de Abril de 2007.

As medições do espectro da supernova e do enfraquecimento do brilho ao longo dos 18 meses seguintes, sugerem que a explosão, denominada SN 2007bi, destruíu uma estrela com 100 vezes a massa do Sol. A estrela deve ter sido mais pesada à nascença, porque as estrelas massivas perdem muito do seu material à medida que envelhecem. Com base na sua massa durante a morte, a estrela provavelmente nasceu com cerca de 200 vezes a massa do Sol, afirma a equipa.

Hoje em dia, não se conhece nenhuma estrela com tanta massa. Entre as estrelas mais pesadas que foram medidas com precisão, está uma perto do centro da nossa Galáxia, com 114 vezes a massa do Sol.

SN 2007bi também se distingue como o melhor caso, até agora, de um tipo exótico de morte estelar denominada "supernova par-instabilidade" - um tipo de explosão que apenas afecta estrelas que nasceram com mais de 140 vezes a massa do Sol.

Estrelas ligeiramente abaixo deste limite colapsam para formar buracos negros ou estrelas de neutrões após esgotarem o seu combustível nuclear.

Mas estrelas mais pesadas não têm hipótese de gastar o seu combustível. À medida que envelhecem, as altas pressões e temperaturas nos seus núcleos levam os fotões energéticos a transformar-se em pares de electrões e nos seus homólogos de antimatéria, positrões. Esta conversão reduz a pressão da radiação que suporta a massa da estrela, despoletando uma explosão que rasga a estrela.

A grande quantidade de níquel radioactivo observado no espectro de SN 2007bi, que corresponde a mais de sete vezes a massa do Sol, é característica das supernovas par-instabilidade, afirma a equipa. Uma explosão em 2006, que se suspeita ser deste tipo de evento, não teve tal clara assinatura.

Volker Bromm da Universidade de Texas em Austin, que não é um membro da equipa de Gal-Yam, concorda. "2007bi é realmente o primeiro caso convincente," acrescenta.

Embora raras no universo moderno, as supernovas par-instabilidade poderão ter sido comuns no início do Universo, quando a escassez de elementos mais pesados que hidrogénio e hélio teria favorecido a formação de estrelas massivas.

Mais de 22 massas solares de silício e outros elementos pesados foram expelidas para o espaço durante esta supernova, várias vezes a quantidade de uma supernova normal.

Os elementos pesados libertados para o espaço nas mortes de passadas estrelas massivas poderão ter atrofiado o crescimento de novas gerações estelares. Isto porque as nuvens gasosas que contêm ferro e outros elementos pesados tendem a fragmentar-se em nós mais pequenos que dão à luz estrelas relativamente leves com o Sol.

Embora algumas estrelas menos massivas também libertem metais quando morrem, as supernovas par-instabilidade são especialmente poluidoras. "Tal explosão pode poluir uma pequena e antiga galáxia inteira," disse Gal-Yam.

A galáxia anã onde SN 2007bi ocorreu parece ter minúsculas quantidades metálicas, afirma a equipa, o que poderá explicar como a estrela foi capaz de se tornar em supernova.

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Laboratório de Berkeley (comunicado de imprensa)
Observatório Keck (comunicado de imprensa)
Sky & Telescope
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New Scientist
National Geographic
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Supernovas par-instabilidade:
Wikipedia

Supernovas:
Wikipedia
NASA

Nesta ilustração esquemática do material libertado por SN 2007bi, o núcleo de níquel radioactivo (branco) decai para cobalto, emitindo raios-gama e positrões que exitam as camadas em redor (amarelo), ricas em elementos pesados como o ferro. As camadas exteriores (sombra escura) são elementos mais leves como oxigénio e carbono, onde o hélio deverá residir, que permanece não iluminado e não contribui para o espectro visível.
Crédito: Laboratório de Berkeley
(clique na imagem para ver versão maior)

Comparação entre uma supernova normal e uma supernova par-instabilidade.
Crédito: Sky & Telescope, Casey Reed