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Par de estrelas prestes a colidir resolve mistério de décadas da astronomia

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Uma pesquisa publicada sexta-feira (4) na revista Nature Astronomy confirma uma teoria importante da astrofísica: supernovas do Tipo Ia podem surgir da colisão de duas estrelas anãs brancas – remanescentes estelares que já esgotaram seu combustível.

Os cientistas observaram um sistema estelar a 150 anos-luz da Terra, formado por duas anãs brancas que orbitam uma à outra. Segundo cálculos, essas estrelas devem colidir dentro de 23 bilhões de anos, resultando em uma poderosa explosão.

Em poucas palavras:

  • Acaba de ser confirmada a teoria de que supernovas do Tipo Ia podem surgir da colisão de duas anãs brancas;
  • Um sistema com duas anãs brancas, a 150 anos-luz da Terra, foi identificado como candidato a essa colisão;
  • A explosão deve ocorrer dentro de bilhões de anos e terá brilho uniforme, útil para medir distâncias cósmicas;
  • Esse sistema vai ultrapassar o limite de Chandrasekhar, necessário para desencadear a supernova;
  • É o primeiro sistema com massa e tempo adequados para causar uma supernova do Tipo Ia detectado;
  • A descoberta explica por que esses sistemas são raros de observar, apesar das supernovas serem comuns;
  • O achado ajuda a entender a evolução estelar e melhora as medições sobre a expansão do Universo.

Essa explosão é conhecida como supernova do Tipo Ia. Essas supernovas têm brilho uniforme, o que as torna úteis para medir distâncias cósmicas com precisão. São, por isso, chamadas de “réguas do Universo”.

Conceito artístico de uma anã branca binária desencadeando uma supernova do Tipo Ia. Crédito: Universidade de Warwick / Mark Garlick

Atração gravitacional condena as estrelas à destruição

Até agora, havia apenas hipóteses de que colisões entre anãs brancas poderiam causar essas supernovas. Com essa descoberta, foi identificado o primeiro sistema que comprova essa teoria na prática.

O sistema foi batizado de WDJ181058.67+311940.94. As duas estrelas completam uma volta uma em torno da outra a cada 14 horas, o que indica uma proximidade extrema entre elas.

Com o tempo, a gravidade fará com que se aproximem ainda mais até colidirem. Quando isso ocorrer, a massa somada das estrelas ultrapassará o chamado “limite de Chandrasekhar”, desencadeando a supernova. Esse limite é de 1,4 vezes a massa do Sol. Quando uma anã branca excede esse valor, torna-se instável e explode. No caso desse sistema, a massa total é de 1,56 vezes a massa solar.

Simulação das etapas da evolução temporal da anã branca binária WDJ181058,67+311940,94 perto da fusão. Crédito: Munday et al., Nat. Astron., 2025

Segundo James Munday, astrofísico da Universidade de Warwick, esse é o primeiro sistema do tipo que atende aos critérios de massa e tempo para gerar uma supernova do Tipo Ia em escala comparável à idade do Universo.

“Encontramos um sistema que cumpre os dois critérios. E ele está próximo de nós, o que sugere que há muitos outros na galáxia esperando para ser descobertos”, explicou Munday ao site ScienceAlert.

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O que é uma anã branca?

Anã branca é o remanescente de uma estrela comum, como o Sol, após ela consumir seu combustível. A estrela libera suas camadas externas e seu núcleo colapsa, formando um objeto muito denso e quente.

Esses objetos têm massa semelhante à do Sol, mas são do tamanho da Terra. Embora não produzam mais energia, continuam brilhando por bilhões de anos. Cerca de 97% das estrelas do Universo terminarão como anãs brancas.

Muitas dessas estrelas estão em sistemas binários, onde duas anãs brancas orbitam juntas. A colisão entre elas pode gerar supernovas do Tipo Ia, desde que estejam suficientemente próximas e tenham massa suficiente.

Animação duas estrelas muito densas se fundindo e explodindo em uma supernova. Crédito: Observatório Europeu do Sul (ESO)

O problema é que, até então, os sistemas observados ou não tinham massa suficiente ou levariam mais tempo que a idade do Universo para colidir. Este novo sistema resolve essa lacuna.

A descoberta foi feita com dados do levantamento astronômico DBL (Deep Blue Survey), que analisa objetos no céu com alta precisão. Com base nesses dados, os cientistas identificaram o padrão orbital do sistema WDJ1810+3119.

Esse achado resolve uma antiga dúvida: se as supernovas do Tipo Ia são tão comuns, por que é tão raro encontrar seus sistemas de origem? Agora sabemos que eles existem, mas são difíceis de detectar.

Embora a explosão só vá acontecer daqui a bilhões de anos – bem depois do fim da Terra e do Sol – a descoberta é relevante agora, pois ajuda os cientistas a entender melhor a evolução do Universo. Além disso, abre caminho para identificar outros sistemas semelhantes. Isso pode melhorar as estimativas sobre a frequência dessas supernovas e refinar nossas medições cósmicas.

Confirmar que duas anãs brancas podem gerar uma supernova do Tipo Ia mostra que mesmo os corpos estelares considerados “mortos” ainda podem protagonizar eventos extremos no cosmos.

Com isso, os cientistas conseguem, pela primeira vez, associar com segurança parte das supernovas do Tipo Ia da Via Láctea à colisão de anãs brancas. Antes, essa relação era apenas teórica.

A descoberta oferece uma janela para entender não só o destino dessas estrelas, mas também como as galáxias se formam e se transformam ao longo do tempo. Mesmo que o espetáculo final ainda demore bilhões de anos, já aprendemos muito com ele.

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“Estrela” que só aparece a cada 80 anos pode brilhar no céu a qualquer momento

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Astrônomos e observadores do céu noturno têm aguardado com muita expectativa desde que foi anunciado que uma “nova estrela” surgiria na paisagem celeste até setembro de 2024. Por enquanto, nada – no entanto, especialistas garantem que isso ainda pode acontecer a qualquer momento.

Vamos entender:

  • Na constelação de Corona Borealis (Coroa do Norte), a cerca de três mil anos-luz da Terra, há um sistema estelar binário chamado T Coronae Borealis, que é normalmente muito fraco para ser visto a olho nu;
  • No entanto, mais ou menos a cada 80 anos, as trocas entre suas duas estrelas, que estão gravitacionalmente presas em um “abraço mortal”, provocam uma explosão nuclear descontrolada conhecida como nova recorrente;
  • A luz dessa explosão viaja pelo cosmos e faz parecer que, de repente, uma nova estrela surgiu no céu por alguns dias, apelidada de “Blaze Star”, em razão de seu brilho intenso.
Imagem conceitual da explosão de brilho que marca o surgimento da nova T Coronae Borealis, um evento que acontece a cada cerca de 80 anos. Crédito: Centro Espacial Goddard/NASA

Também conhecida como “Estrela Flamejante”, T Coronae Borealis, ou simplesmente T CrB, é um sistema binário composto por uma anã branca, pequena e quente, e uma gigante vermelha, maior e mais fria. A anã branca é um cadáver estelar que ainda brilha – um corpo ultra-compacto, resultado do colapso gravitacional de uma estrela com massa semelhante à do Sol e que deixou de produzir energia em seu núcleo. Devido à sua alta densidade e proximidade, a anã branca absorve material da companheira, e essa matéria absorvida pode reativar a fusão nuclear em sua superfície. 

Durante suas explosões de brilho, a transferência de material da gigante vermelha para a anã branca aumenta significativamente, consequentemente, a fusão nuclear na superfície também aumenta provocando sua expansão e um aumento substancial em seu brilho, alterando a magnitude do objeto de 10.0 para 2.0 – o que faz com que ele desponte como uma “nova estrela” temporária no céu.

T Coronae Borealis (T CrB) está prestes a reaparecer no céu noturno. Crédito: Laboratório de Imagens Conceituais do Centro de Voos Espaciais Goddard, da NASA

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Embora as previsões indicassem que essa explosão ocorreria até setembro de 2024, seis meses já se passaram sem sinais do evento. A astrofísica Elizabeth Hays, que monitora o sistema usando o telescópio espacial Fermi ,da NASA, explicou ao site Space.com que a data da explosão de brilho ainda é imprevisível. “Simplesmente, não podemos definir isso”.

A dificuldade em prever com precisão o evento se deve ao fato de que há poucos registros históricos consistentes de erupções do sistema T CrB. A última explosão confirmada aconteceu em 1946, quando a estrela atingiu magnitude 3.0, com uma anterior ocorrida em 1866. 

Constelação onde a “nova estrela” vai surgir está mais visível no céu

Acontece que, em março, Corona Borealis começa a se tornar mais visível no céu noturno, aumentando as chances de que o fenômeno seja registrado. Aqui no Brasil, a constelação pode ser vista no horizonte nordeste por volta da 1h da manhã, desaparecendo pouco antes do amanhecer.

Isso significa que, a partir de agora, cresce a chance de testemunhar o brilho repentino de T CrB (se isso acontecer), antes que a “estrela” desapareça por mais 80 anos. A cada mês, a constelação desponta duas horas mais cedo no horizonte – então, muito em breve, será um alvo fácil no céu noturno.

A cada 78 a 80 anos, a anã branca neste sistema binário acumula material suficiente de sua estrela gigante vermelha companheira para desencadear uma explosão termonuclear. Crédito: Laboratório de Imagens Conceituais do Centro de Voos Espaciais Goddard, da NASA

Se a explosão ocorrer nos próximos dias ou semanas, T CrB poderá ser observada sem equipamentos especiais, ofuscando temporariamente as estrelas próximas. O sistema binário está posicionado entre Vega, no nordeste, e Arcturus, no leste – duas das estrelas mais brilhantes do céu.

Para facilitar a observação, uma dica é encontrar a constelação Ursa Maior e seguir o arco da alça até Arcturus, que brilha com um tom alaranjado. Em seguida, localize Vega, uma estrela azulada na constelação de Lyra. Corona Borealis fica entre elas, formando um semicírculo discreto de sete estrelas. A “Blaze Star” deverá surgir perto de Epsilon CrB, a quinta estrela mais luminosa da constelação.

Quer um jeito ainda mais fácil? Você pode usar aplicativos de orientação (como Star Walk, Stellarium ou SkySafari), que ajudam a localizar rapidamente qualquer objeto celeste.

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