Nota de Imprensa

Dupla detonação: nova imagem mostra os restos de uma estrela destruída por um par de explosões

2 de Julho de 2025

Pela primeira vez, os astrónomos obtiveram provas visuais de que uma estrela encontrou o seu fim ao detonar duas vezes. Ao estudarem os restos com centenas de anos de idade da supernova SNR 0509-67.5, com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), os cientistas encontraram padrões que confirmam que a estrela que lhe deu origem sofreu um par de explosões. Esta descoberta, publicada hoje, lança uma nova luz em algumas das explosões mais importantes do Universo.

A maior parte das supernovas têm origem na morte explosiva de estrelas massivas, contudo existe um tipo que supernova que tem origem em estrelas mais modestas. As anãs brancas, pequenos núcleos inativos que restam depois de estrelas como o nosso Sol queimarem o seu combustível nuclear, podem dar origem ao que os astrónomos chamam uma supernova de Tipo Ia.

"As explosões de anãs brancas desempenham um papel crucial na astronomia", diz Priyam Das, estudante de doutoramento na Universidade de New South Wales Canberra, Austrália, que liderou o estudo sobre a supernova SNR 0509-67.5 publicado hoje na Nature Astronomy. Grande parte do nosso conhecimento sobre a forma como o Universo se expande assenta em supernovas de Tipo Ia, as quais são também a principal fonte de ferro do nosso planeta, incluindo o ferro que temos no sangue. "No entanto, e apesar da sua importância, o mistério de longa data do mecanismo exato que desencadeia a sua explosão continua por resolver", acrescenta Priyam Das.

Todos os modelos que explicam as supernovas de Tipo Ia têm uma anã branca como uma das componentes num binário de estrelas. Se orbitar suficientemente perto da outra estrela do par, a anã branca pode roubar material à sua companheira. Segundo a teoria mais aceite sobre a origem das supernovas de Tipo Ia, a anã branca acumula matéria da sua companheira até atingir uma massa crítica, altura em que sofre uma única explosão. No entanto, estudos recentes sugerem que, pelo menos, algumas supernovas de Tipo Ia explicam-se melhor por uma dupla explosão despoletada antes de a estrela atingir essa massa crítica.

Os astrónomos obtiveram agora uma imagem nova que prova que esta hipótese estava correta: pelo menos algumas supernovas de Tipo Ia explodem por meio de um mecanismo de 'dupla detonação'. Neste modelo alternativo, a anã branca acumula em torno de si um manto de hélio 'roubado' à sua companheira, que pode tornar-se instável e incendiar-se. A primeira explosão gera uma onda de choque que se desloca em torno e para o interior da anã branca, despoletando uma segunda detonação no núcleo da estrela e acabando por dar origem à supernova.

Até agora, não existiam provas visuais claras de uma dupla detonação numa anã branca. Recentemente, os astrónomos previram que este processo criaria um padrão distinto, ou uma impressão digital, nos restos ainda brilhantes da supernova, que seria visível muito depois da explosão inicial. A teoria sugere que os restos duma supernova deste tipo conteriam duas conchas de cálcio separadas.

Os astrónomos descobriram agora estas estruturas nos restos de uma supernova. Ivo Seitenzahl, que liderou as observações e que trabalhava no Instituto de Estudos Teóricos de Heidelberg, na Alemanha, quando o estudo foi realizado, diz que estes resultados são “uma indicação clara de que as anãs brancas podem explodir muito antes de atingirem o famoso limite de massa de Chandrasekhar, e que o mecanismo de ‘dupla detonação’ ocorre de facto na natureza”. Com o auxílio do instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) montado no VLT do ESO, a equipa detectou camadas de cálcio (a azul na imagem) nos restos da supernova SNR 0509-67.5, uma evidência clara de que uma supernova de Tipo Ia pode ocorrer antes da sua anã branca progenitora atingir a massa crítica.

As supernovas de Tipo Ia são fundamentais para compreendermos o Universo, já que se comportam de forma muito consistente e o seu brilho, que podemos prever uma vez que não depende da distância a que se encontram, ajuda os astrónomos a medir distâncias no espaço. Utilizando-as como uma régua cósmica, os astrónomos descobriram a expansão acelerada do Universo, uma descoberta que mereceu o Prémio Nobel da Física de 2011. Estudar a forma como estes objetos explodem ajuda-nos a compreender melhor por que razão o seu brilho pode ser tão bem previsto.

Para Priyam Das há também um outro motivo para estudar estas explosões. “Esta prova tangível duma dupla detonação não só contribui para a resolução dum mistério de longa data, como também nos oferece um magnífico espetáculo visual”, diz ele descrevendo a “bela estrutura em camadas” que uma supernova cria. Para o astrónomo, “revelar o funcionamento interno duma explosão cósmica tão espetacular é muito gratificante”.

Informações adicionais

Este trabalho de investigação foi descrito num artigo intitulado “Calcium in a supernova remnant shows the fingerprint of a sub-Chandrasekhar mass explosion” a publicar na revista da especialidade Nature Astronomy.

A equipa é composta por P. Das (University of New South Wales, Austrália [UNSW] e Heidelberger Institut für Theoretische Studien, Heidelberg, Alemanha [HITS]), I. R. Seitenzahl (HITS), A. J. Ruiter (UNSW & HITS & OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, Hawthorn, Austrália & ARC Centre of Excellence for All-Sky Astrophysics in 3 Dimensions), F. K. Röpke (HITS & Institut für Theoretische Astrophysik, Heidelberg, Alemanha & Astronomisches Recheninstitut, Heidelberg, Alemanha), R. Pakmor (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching, Alemanha [MPA]), F. P. A. Vogt (Gabinete Federal de Meteorologia e Climatologia - MeteoSwiss, Payerne, Suíça), C. E. Collins (University of Dublin, Dublin, Irlanda & GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Darmstadt, Alemanha), P. Ghavamian (Towson University, Towson, EUA), S. A. Sim (Queen's University Belfast, Belfast, Reino Unido), B. J. Williams (X-ray Astrophysics Laboratory NASA/GSFC, Greenbelt, EUA), S. Taubenberger (MPA & Universidade Técnica de Munique, Garching, Alemanha), J. M. Laming (Naval Research Laboratory, Washington, EUA), J. Suherli (University of Manitoba, Winnipeg, Canadá), R. Sutherland (Australian National University, Weston Creek, Austrália) e N. Rodríguez-Segovia (UNSW).

O Observatório Europeu do Sul (ESO) ajuda cientistas de todo o mundo a descobrir os segredos do Universo, o que, consequentemente, beneficia toda a sociedade. No ESO concebemos, construimos e operamos observatórios terrestres de vanguarda — os quais são usados pelos astrónomos para investigar as maiores questões astronómicas da nossa época e levar ao público o fascínio da astronomia — e promovemos colaborações internacionais em astronomia. Estabelecido como uma organização intergovernamental em 1962, o ESO é hoje apoiado por 16 Estados Membros (Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Irlanda, Itália, Países Baixos, Polónia, Portugal, Reino Unido, Chéquia, Suécia e Suíça), para além do Chile, o país de acolhimento, e da Austrália como Parceiro Estratégico. A Sede do ESO e o seu centro de visitantes e planetário, o Supernova do ESO, situam-se perto de Munique, na Alemanha, enquanto o deserto chileno do Atacama, um lugar extraordinário com condições únicas para a observação dos céus, acolhe os nossos telescópios. O ESO mantém em funcionamento três observatórios: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, assim como telescópios de rastreio, tal como o VISTA. Ainda no Paranal, o ESO acolherá e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. Juntamente com parceiros internacionais, o ESO opera o APEX e o ALMA no Chajnantor, duas infraestruturas que observam o céu no domínio do milímetro e do submilímetro. No Cerro Armazones, próximo do Paranal, estamos a construir “o maior olho do mundo voltado para o céu” — o Extremely Large Telescope do ESO. Dos nossos gabinetes em Santiago do Chile, apoiamos as nossas operações no país e trabalhamos com parceiros chilenos e com a sociedade chilena.

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Canberra, Australia
Email: priyam.das@unsw.edu.au

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School of Science (Astrophysics), University of New South Wales at the Australian Defence Force Academy
Canberra, Australia
Email: ashley.ruiter@unsw.edu.au

Ivo Seitenzahl
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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso2511, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.