Supernovas são uma das mais brilhantes explosões do Universo e estão associadas com o fim da vida das estrelas.

As supernovas são fenômenos astronômicos de proporções colossais, sendo uma das explosões mais poderosas e brilhantes observadas no nosso Universo. Geralmente, estas explosões marcam o fim da vida de estrelas massivas ou resultam de interações em sistemas binários. 

De forma geral, uma supernova é a explosão cataclísmica de uma estrela. Esta explosão libera uma quantidade imensa de energia, fazendo com que a luminosidade da estrela aumente milhões de vezes em relação ao seu brilho normal. Aliás, as supernovas podem ser tão brilhantes que, por um curto período, podem ofuscar toda a galáxia onde ocorrem. 

Na prática, existem vários tipos de explosões de supernovas, porém, elas podem ser separadas em dois tipos principais:

Supernovas termonucleares (Tipo I) – também chamadas de “novas”

Ocorrem em sistemas binários onde uma anã branca acumula massa de uma estrela companheira até atingir um limite crítico e explodir. 

Elas podem ser classificadas Ia, Ib e Ic, com base em seus espectros de luz. A diferença está na ausência de linhas de hidrogênio em seus espectros. Essas estrelas perderam suas camadas externas de hidrogênio (Tipo Ib) e, às vezes, também de hélio (Tipo Ic), possivelmente devido a ventos estelares intensos ou interação com uma estrela companheira.

Supernovas de colapso de núcleo (Tipo II)

Ocorrem quando estrelas com mais de 8 vezes a massa do Sol esgotam seu combustível e o núcleo colapsa sob a própria gravidade. 

Já os subtipos de supernovas são classificadas com base em suas curvas de luz, sendo as de Tipo II-L, quando a luminosidade diminui linearmente após o pico, e as de Tipo II-P, que apresentam um platô onde a luminosidade se mantém constante por um período antes de diminuir. Ambas exibem linhas de hidrogênio em seus espectros.

Quando ocorreu a última supernova?

De acordo com a ESA (Agência Espacial Europeia), uma supernova do tipo II ocorre em média a cada 50 anos em uma galáxia do tamanho da Via Láctea. Isso significa que uma estrela explode a cada 10 segundos ou mais em algum lugar do Universo.

Por serem brilhantes, vemos pelo menos uma dúzia delas todos os anos em galáxias distantes. Porém, não podemos observar daqui da Terra todas as supernovas que ocorrem na nossa própria galáxia. Isso porque não temos uma visão completa de toda a galáxia, além disso, a poeira interestelar pode bloquear a nossa visão.

Já as estrelas do tipo Ia, por exemplo, são mais raras, acontecendo aproximadamente em média uma vez a cada 500 anos na Via Láctea. 

A última grande supernova em nossa galáxia visível da Terra foi a de 1604, também conhecida como “Supernova de Kepler” – por ter sido observada pelo astrônomo Johannes Kepler – ocorrida há cerca de 20 mil anos-luz da Terra. Agora sabemos que o remanescente da supernova de Kepler é o resultado de uma supernova do Tipo Ia.

Por sua vez, uma das estrelas candidatas a se tornar uma supernova do tipo II em um futuro próximo é Betelgeuse, da constelação de Órion. Acredita-se que ela pode explodir a qualquer momento nos próximos 100 mil anos.

>> leia mais: https://futuroastronomo.com.br/betelgeuse/

Como as supernovas acontecem?

No caso das supernovas de Tipo I, elas ocorrem em sistemas estelares binários próximos, onde pelo menos uma das estrelas é uma anã branca – o núcleo remanescente de uma estrela que esgotou seu combustível nuclear e expulsou suas camadas externas.

Neste sistema, a anã branca atrai matéria da estrela companheira. À medida que acumula massa, a anã branca aproxima-se do limite de Chandrasekhar (aproximadamente 1,44 vezes a massa do Sol). Ao ultrapassar esse limite, a pressão e a temperatura internas tornam-se tão elevadas que desencadeiam uma reação termonuclear descontrolada, levando à explosão completa da anã branca.

As supernovas de Tipo Ia são importantes para a astronomia porque têm luminosidades intrinsecamente semelhantes, permitindo que sejam usadas como velas padrão para medir distâncias cósmicas.

Por outro lado, as supernovas de Tipo II surgem do colapso do núcleo de estrelas com massa superior a 8 vezes a massa do Sol. Essas estrelas, ao longo de suas vidas, fundem elementos mais leves em elementos mais pesados em seus núcleos, processo este que libera energia e equilibra a força gravitacional que tenta colapsar a estrela.

Quando o núcleo começa a fundir silício em ferro, o processo muda drasticamente. A fusão de ferro não libera energia. Pelo contrário, ela consome energia. Sem a pressão externa resultante da fusão, o núcleo não consegue mais sustentar o peso das camadas externas da estrela. Em frações de segundo, o núcleo colapsa, e a estrela implode.

Este colapso súbito causa uma onda de choque que faz com que as camadas externas da estrela sejam expulsas violentamente para o espaço. O resultado é uma supernova de brilho intenso. O remanescente deixado para trás pode ser uma estrela de nêutrons ou, se a massa for suficiente, um buraco negro.

No caso de estrelas muito mais massivas que o Sol (em torno de 20 a 30 massas solares), os astrônomos acreditam que elas podem não explodir como uma supernova. Em vez disso, elas colapsam diretamente para formar buracos negros.

Por que as supernovas são importantes?

As supernovas fornecem aos astrônomos ferramentas para medir distâncias no Universo, estudar a expansão cósmica e investigar a natureza da energia escura. Em 1998, por exemplo, estudos com supernovas de Tipo Ia levaram à descoberta da expansão acelerada do Universo, sugerindo a existência da energia escura.

Além disso, as supernovas desempenham um papel crucial na evolução do Cosmos. Elas são responsáveis pela síntese e dispersão de elementos pesados, como, por exemplo, carbono, oxigênio, e ferro, essenciais para a formação de planetas e, consequentemente, para a vida como a conhecemos.

Durante a explosão, elementos pesados são formados e lançados no meio interestelar, enriquecendo-o. Essas nuvens enriquecidas podem posteriormente colapsar para formar novas estrelas e sistemas planetários, incorporando esses elementos.

Por isso, o ferro presente dentro do seu sangue, o cálcio nos seus ossos ou o nitrogênio no seu DNA, tiveram origem em estrelas massivas que explodiram em supernovas e espalharam esses elementos pelo Universo. Vem daí a expressão que somos feitos de “poeira das estrelas” de Carl Sagan.

As supernovas também são fontes de raios cósmicos e emitem ondas de choque que podem desencadear a formação de novas estrelas em regiões vizinhas.

Porém, enquanto as supernovas são fundamentais para a dispersão de elementos pesados, elas também podem representar uma ameaça se ocorrerem perto da Terra. Uma supernova suficientemente próxima (dentro de 50 anos-luz) poderia afetar a atmosfera terrestre, aumentando os níveis de radiação e potencialmente causando extinções em massa.

Felizmente, não há estrelas próximas o suficiente que estejam prestes a se tornar supernovas no futuro próximo.

Supernovas históricas

Ao longo da história, várias supernovas foram observadas e registradas:

• Supernova de 1054 (SN 1054): Observada por astrônomos chineses e possivelmente por povos indígenas norte-americanos, que resultou na formação da Nebulosa do Caranguejo. Foi tão brilhante que pôde ser vista por semanas, inclusive durante o dia.
• Supernova de 1572 (SN 1572): Observada por Tycho Brahe, foi uma das supernovas que desafiaram a crença de que o céu era imutável.
• Supernova de 1604 (SN 1604): Observada por Johannes Kepler, foi a última supernova vista a olho nu na Via Láctea antes dos tempos modernos.
• Supernova de 1987 (SN 1987A): Os astrônomos testemunharam a explosão da SN 1987A na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite da Via Láctea. Foi a mais próxima supernova do tipo II avistada desde 1604, sendo a primeira a ser observada com a ajuda de grandes telescópios. Isso permitiu estudos detalhados sobre o processo de explosão de estrelas e seus remanescentes.

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