Quando uma estrela como o Sol morre, ela lança suas camadas exteriores no espaço, deixando seu núcleo quente e denso para esfriar ao longo dos éons. Mas alguns outros tipos de estrelas expiram com explosões titânicas, chamadas supernovas. Uma supernova pode brilhar tão brilhante como uma galáxia inteira de bilhões de estrelas “normais”. Algumas dessas explosões destroem completamente a estrela, enquanto outras deixam para trás ou uma estrela de nêutrons super-densa ou um buraco negro — um objeto com gravidade tão poderosa que nem mesmo a luz pode escapar dela.
As supernovas vêm em duas amplas categorias, conhecidas como Tipo I e Tipo II, que são definidas pelo espectro da matéria que é ejetada no espaço, e pela maneira como as estrelas brilham e se desvanecem. À medida que mais supernovas são descobertas, no entanto, a linha que divide as duas categorias é desfocada.
As supernovas mais conhecidas do Tipo I são conhecidas como Tipo Ia. Uma supernova Tipo Ia provavelmente ocorre quando uma estrela branca-anã — o “cadáver” de uma estrela de massa média como o Sol — é completamente desfeita em pedaços.
Astrônomos suspeitam que as anãs brancas são as culpadas porque as supernovas Tipo Ia tipicamente ocorrem em regiões do espaço que contêm principalmente estrelas mais antigas, sugerindo que uma supernova Tipo Ia é a explosão de uma estrela de vida longa. Estrelas que vivem muito tempo não podem ser particularmente maciças, adicionando credibilidade à teoria da anã-branca. E os espectros das supernovas do Tipo Ia mostram pouco ou nenhum hidrogênio, o elemento mais comum no universo. Ao invés disso, eles mostram muito carbono e oxigênio, que é a composição de uma anã branca.
A massa máxima para uma anã branca é 1,4 vezes a do Sol, um valor conhecido como limite de Chandrasekhar. As anãs brancas de quase a massa Chandrasekhar são essencialmente idênticas, portanto sofrem explosões quase idênticas.
A teoria mais popular para transformar uma estrela anã branca em uma supernova é através de um ato de canibalismo estelar. Se uma anã branca tem uma estrela de companhia próxima, ela pode roubar gás da superfície da companheira. Se a quantidade de material acumulado pela anã branca empurrar sua massa para perto do limite Chandrasekhar, a anã branca pode explodir, não deixando nada para trás.
Resquício da supernova da Nebulosa do CaranguejoAs estrelas que fazem supernovas Tipo II, por outro lado, provavelmente nascem nos braços espirais de uma galáxia – regiões que são povoadas por muitas estrelas jovens e brilhantes – e não vivem o tempo suficiente para vaguear de seus locais de nascimento. Por serem de curta duração, tais estrelas também devem ser enormes.
O brilho de um típico pico de supernova Tipo II após uma semana ou duas e permanece quase constante por até dois meses. Depois cai de repente, seguido de um escurecimento mais constante ao longo dos próximos meses. O padrão de emissão de luz ao longo do tempo é consistente com a explosão de uma estrela “supergiante”.
Um supergiante progrediu através de uma seqüência de estágios que produziram elementos cada vez mais pesados em seu núcleo — do hidrogênio ao hélio, carbono, oxigênio, e assim por diante. Mas esta sequência chega a um fim violento quando o núcleo é convertido em ferro. O ferro só pode absorver energia nuclear, não produzi-la. Como não pode mais produzir energia, a estrela perde sua fonte de pressão interna e colapsa.
Quando o colapso atinge uma densidade crítica, ele pára. Neste ponto, a matéria no núcleo da estrela é embalada de tal forma que um bloco do seu material do tamanho de um cubo de açúcar pesaria milhões de toneladas. O núcleo tornou-se uma estrela de neutrões – um objecto mais maciço que o Sol, mas com apenas alguns quilómetros de diâmetro.
O processo de colapso liberta energia suficiente para rasgar as camadas exteriores da estrela em pedaços e explodi-las no espaço a vários por cento da velocidade da luz. Estes fragmentos transportam hélio, cálcio, oxigênio, carbono e outros elementos para o espaço, onde um dia poderão ser incorporados em novas estrelas e planetas.
Como é uma nova diferente de uma supernova?
Conceito artístico de uma nova “Nova” é uma palavra latina que significa “novo”. Em astronomia é usada para descrever um objeto que de repente brilha muito mais do que tinha antes. Novae ocorre em múltiplos sistemas estelares em que uma anã branca, estrela de nêutrons ou mesmo um buraco negro atrai gases da atmosfera externa de uma estrela companheira para um envelope de matéria ao seu redor.
Quando mais matéria é empilhada, o gás se torna cada vez mais quente e denso, até que o súbito início da fusão de hidrogênio no envelope desencadeia uma enorme explosão termonuclear. O brilho da estrela aumenta um milhão de vezes — o suficiente para torná-la tão luminosa quanto as estrelas mais brilhantes.