Supernovas na Via Láctea são raras, mas não inéditas.
O vídeo de impressão deste artista mostra como duas minúsculas mas muito densas estrelas de nêutrons se fundem e explodem como uma quilonova. Crédito: Observatório Europeu do Sul (ESO).
Estrelas como o Sol são notavelmente constantes. Eles variam em brilho em apenas 0,1% ao longo de anos e décadas, graças à fusão de hidrogênio em hélio que os alimenta. Esse processo manterá o Sol brilhando de forma constante por cerca de 5 bilhões de anos, mas quando as estrelas esgotam seu combustível nuclear, suas mortes podem levar à pirotecnia.
O Sol acabará morrendo ao crescer grande e depois se condensar em um tipo de estrela chamada anã branca. Mas estrelas mais de oito vezes mais massivas que o Sol morrem violentamente em uma explosão chamada supernova.
Supernovas acontecem na Via Láctea apenas algumas vezes por século, e essas explosões violentas geralmente são remotas o suficiente para que as pessoas aqui na Terra não percebam. Para uma estrela moribunda ter algum efeito sobre a vida em nosso planeta, ela teria que se tornar supernova dentro de 100 anos-luz da Terra.
Sou um astrônomo que estuda cosmologia e buracos negros.
Em meus escritos sobre finais cósmicos, descrevi a ameaça representada por cataclismos estelares, como supernovas, e fenômenos relacionados, como explosões de raios gama. A maioria desses cataclismos são remotos, mas quando ocorrem mais perto de casa podem representar uma ameaça à vida na Terra.
A morte de uma estrela massiva
Pouquíssimas estrelas são massivas o suficiente para morrer em uma supernova. Mas quando isso acontece, ele rivaliza brevemente com o brilho de bilhões de estrelas. A uma supernova a cada 50 anos, e com 100 bilhõesdegaláxias no universo, em algum lugar do universo uma supernova explode a cada centésimo de segundo.
A estrela moribunda emite radiação de alta energia como raios gama. Os raios gama são uma forma de radiação eletromagnética com comprimentos de onda muito mais curtos do que as ondas de luz, o que significa que são invisíveis ao olho humano. A estrela moribunda também libera uma torrente de partículas de alta energia na forma de raios cósmicos: partículas subatômicas se movendo a uma velocidade próxima à da luz.
Supernovas na Via Láctea são raras, mas algumas estiveram perto o suficiente da Terra para que os registros históricos as discutam. Em 185 d.C., uma estrela apareceu em um lugar onde nenhuma estrela havia sido vista anteriormente. Provavelmente era uma supernova.
Observadores de todo o mundo viram uma estrela brilhante aparecer de repente em 1006 d.C. Mais tarde, os astrônomos o associaram a uma supernova a 7.200 anos-luz de distância. Então, em 1054 d.C., astrônomos chineses registraram uma estrela visível no céu diurno que os astrônomos posteriormente identificaram como uma supernova a 6.500 anos-luz de distância.
Johannes Kepler observou a última supernova na Via Láctea em 1604, portanto, em um sentido estatístico, a próxima está atrasada.
A 600 anos-luz de distância, a supergigante vermelha Betelgeuse, na constelação de Orion, é a estrela massiva mais próxima do fim de sua vida. Quando se tornar supernova, brilhará tanto quanto a Lua cheia para quem assiste da Terra, sem causar nenhum dano à vida em nosso planeta.
A "Nebulosa da Borboleta" fotografada pelo Telescópio Espacial Hubble. De acordo com a NASA, "a estrela ou estrelas em seu centro são responsáveis pelo aparecimento da nebulosa. Em seus estertores de morte, eles lançaram camadas de gás periodicamente nos últimos dois mil anos. As 'asas' da NGC 6302 são regiões de gás aquecidas a mais de 36.000 graus Fahrenheit que estão rasgando o espaço a mais de 600.000 quilômetros por hora." Crédito: NASA.
Danos causados pela radiação
Se uma estrela se aproximar o suficiente da Terra, a radiação de raios gama pode danificar parte da proteção planetária que permite que a vida prospere na Terra. Há um atraso de tempo devido à velocidade finita da luz. Se uma supernova se apaga a 100 anos-luz de distância, leva 100 anos para que a vejamos.
Astrônomos encontraram evidências de uma supernova a 300 anos-luz de distância que explodiu há 2,5 milhões de anos. Átomos radioativos presos em sedimentos do fundo do mar são os sinais reveladores desse evento. A radiação dos raios gama erodiu a camada de ozônio, que protege a vida na Terra da radiação nociva do Sol. Esse evento teria esfriado o clima, levando à extinção de algumas espécies antigas.
A segurança de uma supernova vem com uma distância maior. Raios gama e raios cósmicos se espalham em todas as direções uma vez emitidos por uma supernova, de modo que a fração que chega à Terra diminui com maior distância. Por exemplo, imagine duas supernovas idênticas, com uma 10 vezes mais próxima da Terra do que a outra. A Terra receberia radiação cerca de cem vezes mais forte a partir do evento mais próximo.
Uma supernova dentro de 30 anos-luz seria catastrófica, esgotando severamente a camada de ozônio, interrompendo a cadeia alimentar marinha e provavelmente causando extinção em massa. Alguns astrônomos supõem que supernovas próximas desencadearam uma série de extinções em massa de 360 a 375 milhões de anos atrás. Felizmente, esses eventos acontecem dentro de 30 anos-luz apenas a cada algumas centenas de milhões de anos.
Quando estrelas de nêutrons colidem
Mas as supernovas não são os únicos eventos que emitem raios gama. Colisões de estrelas de nêutrons causam fenômenos de alta energia que variam de raios gama a ondas gravitacionais.
Deixadas para trás após uma explosão de supernova, as estrelas de nêutrons são bolas de matéria do tamanho de uma cidade com a densidade de um núcleo atômico, portanto, 300 trilhões de vezes mais densas que o Sol. Essas colisões criaram muitos dos metais preciosos e ouro na Terra. A intensa pressão causada pela colisão de dois objetos ultradensos força os nêutrons em núcleos atômicos, o que cria elementos mais pesados, como ouro e platina.
Uma colisão de estrelas de nêutrons gera uma intensa explosão de raios gama. Esses raios gama são concentrados em um jato estreito de radiação que dá um grande impacto.
Se a Terra estivesse na linha de fogo de uma explosão de raios gama dentro de 10.000 anos-luz, ou 10% do diâmetro da galáxia, a explosão danificaria severamente a camada de ozônio. Também danificaria o DNA dentro das células dos organismos, em um nível que mataria muitas formas de vida simples, como bactérias.
Isso parece ameaçador, mas as estrelas de nêutrons normalmente não se formam em pares, então há apenas uma colisão na Via Láctea a cada 10.000 anos. São 100 vezes mais raras do que explosões de supernovas. Em todo o universo, há uma colisão de estrelas de nêutrons a cada poucos minutos.
As explosões de raios gama podem não representar uma ameaça iminente à vida na Terra, mas em escalas de tempo muito longas, as explosões inevitavelmente atingirão a Terra. As chances de uma explosão de raios gama desencadear uma extinção em massa são de 50% nos últimos 500 milhões de anos e 90% nos 4 bilhões de anos desde que houve vida na Terra.
Por essa matemática, é bastante provável que uma explosão de raios gama tenha causado uma das cinco extinções em massa nos últimos 500 milhões de anos. Os astrônomos argumentaram que uma explosão de raios gama causou a primeira extinção em massa há 440 milhões de anos, quando 60% de todas as criaturas marinhas desapareceram.
Um lembrete recente
Os eventos astrofísicos mais extremos têm um longo alcance. Os astrônomos foram lembrados disso em outubro de 2022, quando um pulso de radiação varreu o sistema solar e sobrecarregou todos os telescópios de raios gama no espaço.
Foi a explosão de raios gama mais brilhante a ocorrer desde o início da civilização humana. A radiação causou uma súbita perturbação na ionosfera da Terra, embora a fonte tenha sido uma explosão a quase 2 bilhões de anos-luz de distância. A vida na Terra não foi afetada, mas o fato de ter alterado a ionosfera é preocupante – uma explosão semelhante na Via Láctea seria um milhão de vezes mais brilhante.
Fonte: Astronomy.com
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