Pensa-se que até metade do cálcio no Universo – e isso inclui nossos ossos e dentes – provém de estrelas explosivas de supernovas , e os pesquisadores agora foram capazes de obter uma visão sem precedentes de como essas supernovas raros e ricas em cálcio chegam ao fim de suas vidas.
A visão nunca antes vista de como essas explosões estelares liberam tanto cálcio foi realizada usando raios-X no espaço profundo e imagens infravermelhas, e preenche algumas lacunas em nosso conhecimento científico sobre o processo.
Reunindo contribuições de 67 autores em 15 países, o estudo resultante sugere que as supernovas ricas em cálcio começam como estrelas compactas que rapidamente perdem massa no final de suas vidas, liberando uma camada externa de gás com a qual os materiais explosivos colidem.
explosão 2
(Aaron M. Geller, Universidade do Noroeste)
“Esses eventos são tão poucos que nunca soubemos o que produziu supernovas ricas em cálcio”, diz o astrofísico Wynn Jacobson-Galan , da Northwestern University.
“Observando o que essa estrela fez em seu último mês antes de atingir seu fim crítico e tumultuado, espiamos um lugar antes inexplorado, abrindo novos caminhos de estudo na ciência transitória”.
A supernova em questão, SN 2019ehk, foi descoberta pela primeira vez pelo astrônomo amador Joel Shepherd na galáxia espiral Messier 100 (M100), a cerca de 55 milhões de anos-luz de distância da Terra. Logo após a descoberta, muitos dos principais telescópios da Terra a seguiram – com eventos transitórios como esse, a velocidade é crucial.
O que os astrônomos não estavam esperando era a luminosidade da luz de raios-X que o SN 2019ehk estava emitindo. Os cientistas rapidamente perceberam que estavam observando uma enxurrada de raios X de alta energia fluindo da estrela e atingindo a camada externa de gás, fornecendo pistas importantes para os materiais que estava lançando e quanto do material havia.
As leituras da estrela moribunda ajudaram os cientistas a descobrir o que estava acontecendo: as reações entre os materiais expelidos e o anel externo de gás estavam produzindo temperaturas intensamente quentes e altas pressões, levando a uma reação nuclear produtora de cálcio à medida que a estrela tenta se livrar de sua calor e energia o mais rápido possível.
“A maioria das estrelas massivas cria pequenas quantidades de cálcio durante a vida útil, mas eventos como o SN 2019ehk parecem ser responsáveis por produzir grandes quantidades de cálcio e, no processo de explosão, dispersam-no pelo espaço interestelar nas galáxias”, diz o astrônomo Régis Cartier , do Laboratório Nacional de Pesquisa em Astronomia com Infravermelho Óptico (NOIRLab) nos EUA.
“Em última análise, esse cálcio faz parte da formação de sistemas planetários e de nossos corpos no caso da nossa Terra!”
É porque essas estrelas são tão importantes na produção de cálcio que os cientistas têm demonstrado tanto interesse em vê-las – algo que se mostrou difícil (até o Hubble perdeu o SN 2019ehk). A explosão no centro do novo estudo é responsável pelo maior cálcio já visto emitido em um evento astrofísico observado singular.
Ser capaz de ver o funcionamento interno desse tipo de supernova abrirá novas áreas de pesquisa e nos dará uma idéia melhor de como o cálcio em nossos ossos e dentes – e em qualquer outro lugar do Universo – surgiu.
É também um ótimo exemplo da comunidade científica internacional trabalhando em conjunto para capturar e gravar algo de grande importância. Apenas 10 horas após a explosão brilhante inicial ter sido vista no céu por Joel Shepherd, alguns dos melhores telescópios que temos estavam prontos para registrar o que aconteceu a seguir.
“Antes deste evento, tínhamos informações indiretas sobre o que as supernovas ricas em cálcio poderiam ou não ser”, diz a astrofísica Raffaella Margutti , da Northwestern University. “Agora, podemos descartar com confiança várias possibilidades”.
A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal .