Cientistas desvendam mistério da explosão de luz mais brilhante já vista

As supernovas acontecem quando grandes estrelas morrem, resultando em explosões poderosas - (crédito: NASA/ESA/CSA/M.MATSUURA ET AL)

Cientistas de duas universidades americanas – Utah e Northwestern – descobriram a causa da explosão de luz mais brilhante já registrada.

Mas, ao fazê-lo, acabaram se deparando com dois mistérios maiores, incluindo um que lança dúvidas sobre a origem dos elementos pesados – como o ouro.

O cientistas descobriram que a explosão de luz, detectada em 2022, continha uma estrela em explosão no seu centro.

Mas aquela explosão, por si só, não teria sido suficiente para brilhar tanto.

A teoria atual diz que algumas estrelas em explosão – conhecidas como supernovas – também podem produzir os elementos pesados do Universo, como o ouro e a platina.

Mas a equipe de pesquisadores não encontrou nenhum desses elementos, levantando novas questões sobre como os metais preciosos são produzidos.

A professora Catherine Heymans, da Universidade de Edimburgo e Astrônoma Real da Escócia, que não participou da pesquisa, diz que resultados como esses ajudam a melhorar a ciência.

"O Universo é um lugar incrível, maravilhoso e surpreendente, e adoro a maneira como ele nos lança esses enigmas", diz ela.

"O fato de não nos dar as respostas que queremos é ótimo, porque podemos voltar à prancheta, repensar tudo novamente e apresentar teorias melhores.”

Imagem de telescópio de estrela — As supernovas acontecem quando grandes estrelas morrem, resultando em explosões poderosas

A explosão foi detectada por telescópios em outubro de 2022.

Ela teve origem em uma galáxia a 2,4 bilhões de anos-luz de distância, emitindo luz em todas as frequências. A explosão foi especialmente intensa em seus raios gama, que são uma forma mais penetrante de raios X.

A explosão de raios gama durou sete minutos e foi tão poderosa que extrapolou a escala dos astrônomos, sobrecarregando os instrumentos que a detectaram.

Leituras subsequentes mostraram que a explosão foi 100 vezes mais brilhante do que qualquer outra já registrada antes, ganhando o apelido entre os astrônomos de A Mais Brilhante de Todos os Tempos (ou BOAT, Brightest of All Time, em inglês).

As explosões de raios gama estão associadas à explosão de supernovas, mas são tão brilhantes que não podem ser facilmente explicadas.

A explosão foi tão brilhante que inicialmente ofuscou os instrumentos do Telescópio Espacial James Webb (JWST) da Nasa, agência espacial dos EUA.

O telescópio só recentemente se tornou operacional, e isto foi um golpe de sorte para os astrônomos que queriam estudar o fenômeno, porque se calcula que explosões dessa magnitude ocorram apenas uma vez a cada 10 mil anos.

À medida que a luz diminuía, um dos instrumentos do JWST foi capaz de ver que realmente houve uma explosão de supernova. Mas ela não foi tão poderosa quanto eles esperavam.

Então, por que a explosão de raios gama aconteceu fora da escala?

Barras de ouro — Todo o ouro da Terra foi produzido em explosões cataclísmicas no espaço sideral

Peter Blanchard, da Universidade Northwestern, em Illinois, nos EUA, que liderou a equipe de pesquisa, não sabe a resposta a essa pergunta. Mas quer descobrir.

Ele planeja reservar mais tempo no JWST para investigar outros remanescentes de supernovas.

"Pode ser que estas explosões de raios gama e explosões de supernovas não estejam necessariamente ligadas entre si, podem ser processos separados em curso", diz ele à BBC News.

Tanmoy Laskar, da Universidade de Utah e co-líder do estudo, diz que o poder da explosão poderia ser explicado pela maneira como os jatos de material foram pulverizados, como normalmente ocorre durante as supernovas.

Se estes jatos são estreitos, eles produzem um feixe de luz mais focado e mais brilhante.

"É como focar o feixe de uma lanterna em uma coluna estreita, em oposição a um feixe largo que atravessa uma parede inteira", diz ele.

"Na verdade, este foi um dos jatos mais estreitos observados até agora para uma explosão de raios gama, o que nos dá uma ideia da razão pela qual o brilho remanescente parecia tão brilhante."

Teoria repensada

Mas e ausência de ouro?

Uma teoria é que uma das maneiras pelas quais elementos pesados – como ouro, platina, chumbo e urânio – podem ser produzidos é durante as condições extremas criadas durante as supernovas.

Eles estão espalhados por toda a galáxia e são usados na formação de planetas. Foi assim que, segundo a teoria, surgiram os metais encontrados na Terra.

Há evidências de que elementos pesados podem ser produzidos quando estrelas mortas, chamadas estrelas de nêutrons, colidem — um processo chamado quilonovas — mas acredita-se que dessa forma não seria possível criar elementos suficientes.

A equipe de cientistas vai investigar outros remanescentes de supernovas para ver se elementos pesados ainda podem ser produzidos pela explosão de estrelas, mas apenas sob condições específicas.

Mas os cientistas não encontraram nenhuma evidência de elementos pesados em torno da estrela que explodiu.

Então, a teoria está errada e os elementos pesados são produzidos de alguma outra forma, ou só são produzidos em supernovas sob certas condições?

"Os teóricos precisam repensar suas teorias e ver por que um evento como o BOAT não está produzindo elementos pesados quando as teorias e simulações preveem que deveriam", diz Blanchard.

A pesquisa foi publicada na revista Nature Astronomy.