*Este texto foi escrito por uma colunista do TecMundo; saiba mais no final.
Você ja se perguntou como as estrelas morrem? Ou até mesmo por que estrelas morrem? A seguir, vamos entender o que são supernovas e porque elas representam o fim da vida de estrelas de alta massa.
Supernova 1E 0102.2-7219 observada pelo Telescópio Hubble, localizada na pequena Nuvem de Magalhães (galáxia anã satélite da Via Láctea)Fonte: NASA/ESA Hubble Space Telescope
Estrelas, durante toda sua existência, vivem uma batalha constante: pressão interna contra gravidade. Basicamente, bem no centro das estrelas existe um "combustível". Esse combustível é a fusão de átomos de Hidrogênio, processo que cria átomos de Hélio. Essa fusão libera um pouco de energia. Acontece que, com toneladas e toneladas de átomos de Hidrogênio, existe a liberação de energia e pressão o suficiente para sustentar o peso da própria estrela e mantê-la em equilíbrio. Isto é, sem esse combustível, não existiria nada para sustentar a estrela contra seu peso. E o resultado: colapso iminente. E por que precisa ser no núcleo? Porque para acontecer a fusão de Hidrogênio são necessárias condições extremas de calor e densidade, encontradas apenas na região central das estrelas.
Ilustração da batalha entre pressão e gravidade.Fonte: Astronomy Notes
Mas, como já sabemos, nada dura para sempre. E nem o combustível no centro das estrelas dura para sempre. Alguma hora esse Hidrogênio no núcleo da estrela acaba. Claro que até consumir todo o Hidrogênio disponível demora muitos anos. Para o Sol, por exemplo, cerca de 9 bilhões de anos. Mas, quando esse combustível acaba, as estrelas começam uma evolução para o fim das suas vidas.
Essa evolução estelar vai depender da massa da estrela. Estrelas de alta massa, acima de 10 massas solares, por exemplo, começam a usar combustíveis alternativos. Ou seja, começam a fusão de outros átomos como Hélio, Carbono, Oxigênio. Acontece que todos esses outros átomos não são tão eficazes e duram pouco. Forçando a estrela sempre a mudar de combustível e procurar a próxima opção. No processo, sintetizando novos elementos.
Estrutura esquemática do interior de uma estrela de alta massa no fim da sua vida. É possível notar cascas de diferentes elementos químicos que foram sintetizados durante e vida da estrelaFonte: Meteroríticas
Isso segue até se tornar insustentável, literalmente. A estrelas massivas podem sintetizar até o elemento Ferro. Sempre fundindo elementos mais leves em elementos mais pesados e liberando energia no processo. Acontece que, ao alcançar o Ferro, não é mais possível seguir com o processo. Isso porque a fusão de dois átomos de Ferro não libera energia, como vinha acontecendo até aqui. Pelo contrário, consome energia. Dessa forma, a estrela não possui mais uma fonte de energia para lutar contra a própria gravidade. E o fim inevitável toma lugar: a vitória da gravidade. O colapso da estrela nela mesmo.
Esse colapso, para estrelas de alta massa, se torna uma explosão — a supernova. Todo envelope da estrela cai em direção ao seu núcleo, agora composto por Ferro inerte. Quando acontece o choque entre o envelope estelar com o caroço de Ferro, esse núcleo começa a colapsar também, liberando uma quantia enorme de neutrinos. A onda de choque entre núcleo e envelope mais a energia liberada em forma de neutrinos cria a supernova.
Esses neutrinos empurram o material da estrela para fora, de forma explosiva e violenta. Isso que vemos como supernova. De fato, 99% da energia liberada em supernovas está na verdade em forma de neutrinos.
Supernovas são fins explosivos e catastróficos de estrelas de alta massa. Uma supernova sozinha pode ser momentaneamente mais brilhante que toda a sua galáxia hospedeira! No momento de explosão, você tem construção de novos elementos, especialmente os mais pesados!
Supernova 1994D (ponto brilhante canto esquerdo inferior) na galáxia NGC 4526Fonte: Wikipedia
Outro papel importante da supernova é o de perturbar o meio interestelar. A onda de choque se alastra entre as nuvens moleculares, podendo impulsionar o seu colapso. O colapso de nuvens moleculares representa o nascimento de novas estrelas, ou até grupos de estrelas!
Depois da supernova, você tem duas possibilidades finais, dependendo da massa da estrela inicial: uma estrela de nêutrons ou um buraco negro. Quando o caroço de Ferro colapsa, a matéria fica ultra compactada, tornando-se um caroço de nêutrons degenerados. Matéria degenerada seria esse estado de compactação. Se o colapso parar, a gente tem a formação de uma estrela de nêutrons. Mas, se a estrela inicial for pesada demais, esse estado de nêutrons degenerados não vai ser o suficiente para frear o colapso do núcleo, e aí esse colapso continua até a formação do buraco negro!
Esquema de evolução estelar para estrelas de diferentes massas. Primeira linha representa evolução de estrelas de alta massa, passando pela explosão da supernova e finalizando como um buraco negro ou uma estrela de nêutronsFonte: ESA
Camila de Sá Freitas, colunista do TecMundo, é bacharel e mestre em astronomia. Atualmente é doutoranda no Observatório Europeu do Sul (Alemanha). Autointulada Legista de Galáxias, investiga cenários evolutivos para galáxias e possíveis alterações na fabricação de estrelas. Está presente nas redes sociais como @astronomacamila.
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