Novo vídeo oferece uma visão em primeira fila do remanescente da Supernova de Kepler (SN 1604)

Um novo vídeo coloca-nos na primeira fila de um drama cósmico que se desenrola há séculos.

Tudo começou em 1604, quando astrónomos de várias partes do mundo registaram o aparecimento de uma “nova” estrela no céu. Desde então, a humanidade tem acompanhado a forma como esse fenómeno se foi transformando.

Hoje sabemos que não se tratava de uma estrela recém-nascida, mas sim da morte explosiva de uma anã branca: uma supernova. O que ficou para trás foi uma nuvem em expansão de material ejectado (ejecta), que continua a alargar-se a velocidades vertiginosas até aos nossos dias.

Com o apoio do Observatório de Raios X Chandra da NASA, é agora possível espreitar esse processo de perto.

25 anos de observações do Chandra sobre a Supernova de Kepler (SN 1604)

No novo vídeo, astrónomos reuniram 25 anos de observações do remanescente da Supernova de Kepler - também conhecido como SN 1604 - e mostram mudanças surpreendentes, visíveis mesmo dentro de um intervalo tão curto à escala cósmica.

O vídeo foi apresentado por Jessye Gassel, da Universidade George Mason e do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA, e por Brian Williams, do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA, durante a 247.ª Reunião da Sociedade Astronómica Americana.

Este remanescente é particularmente entusiasmante para a comunidade científica: trata-se de um exemplo raro de supernova para a qual existe uma cronologia de início bem definida, com mais de 400 anos. Além disso, encontra-se a 20,000 anos-luz de distância - não é propriamente “aqui ao lado”, mas é suficientemente perto para que os instrumentos actuais permitam seguir a sua evolução com um nível de detalhe notável.

Porque é que a explosão Tipo Ia torna este caso tão valioso

Parte do interesse vem do tipo de explosão que deu origem à nuvem: uma supernova do Tipo Ia. Este tipo de evento acontece quando uma anã branca, num sistema binário, acumula tanta massa da estrela companheira que deixa de conseguir manter a estabilidade - e ocorre uma explosão cósmica.

As supernovas do Tipo Ia são importantes por várias razões. Quando entram em erupção, atingem um pico de brilho absoluto bem conhecido. Isso permite medir a distância a estes objectos com elevada precisão e utilizá-los como “réguas” cósmicas para aferir distâncias.

São também uma fonte crucial de elementos pesados no Universo: ao explodir, a anã branca lança para o espaço os produtos da fusão no seu interior, que depois podem ser incorporados noutros objectos à medida que se formam.

“Explosões de supernova e os elementos que elas arremessam para o espaço são a força vital de novas estrelas e planetas”, afirma Williams. “Compreender exactamente como se comportam é essencial para conhecermos a nossa história cósmica.”

Por isso, o remanescente da Supernova de Kepler tornou-se um laboratório fundamental para estudar este mecanismo, e tem sido observado atentamente ao longo de décadas. E, como se desloca com rapidez suficiente, é possível detectar alterações minúsculas mesmo a 20,000 anos-luz de distância.

Velocidades extremas e o que o vídeo revela entre 2000 e 2025

Um estudo anterior, de 2020, concluiu que alguns dos nós nessa nuvem em expansão - verdadeiras “bolhas” de entranhas estelares - atingem velocidades até 8,700 quilómetros por segundo (cerca de 5,400 milhas por segundo).

O vídeo reúne imagens do remanescente registadas em 2000, 2004, 2006, 2014 e 2025. Embora ainda não tenha sido publicado um artigo sobre esta compilação, os investigadores tencionam concentrar-se em medições do movimento no material ejectado, desenvolvendo os resultados de um artigo de 2022 que mapeou as velocidades das frentes de choque dos ejecta em vários pontos.

A análise da visualização identifica ainda outras partes da onda de choque a deslocarem-se entre 6,170 e 1,790 quilómetros por segundo - aproximadamente 2 e 0.5 por cento da velocidade da luz, respectivamente.

Apesar de isto ser superior à velocidade de escape da Via Láctea para uma estrela, a frente de choque está a expandir-se através de gás e poeiras, o que irá reduzir de forma significativa o seu impulso. No final, o remanescente continuará gravitacionalmente ligado à galáxia.

Ao longo de milhares de anos, os detritos da supernova acabarão por se dissipar. É uma sorte extraordinária podermos observá-los neste curto piscar de olhos do tempo cósmico.

“O enredo da história de Kepler está agora mesmo a começar a revelar-se”, diz Gassel. “É notável que possamos assistir a estes restos desta estrela estilhaçada a colidirem com material já lançado para o espaço.”