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O que é uma hipernova?

Você já sentiu o desejo de escapar da agitação da vida da cidade, longe de toda a agitação e dos cartazes de neon piscando? Já sentiu o desejo de diminuir as luzes e olhar para o céu noturno por horas? Bem, se você tivesse a sorte de se livrar das luzes e tivesse a chance de relaxar luxuosamente apenas com o céu acima de você, ficaria hipnotizado pelo enorme número de estrelas cintilantes em nosso cosmos. O que é ainda mais fascinante é o fato de que metade deles pode estar morta agora!Sim, você ouviu direito. O que você vê no céu noturno é apenas a luz que as estrelas irradiam, de milhões de anos-luz de distância, antes de morrer. No entanto, nem todas as estrelas estão mortas.

desenhos animados olhando estrelas

Como as estrelas morrem mesmo assim?

Assim como os seres vivos, as estrelas têm várias maneiras de passar, mas só o fazem depois de vários bilhões de anos de glória reluzente.

Como as estrelas morrem?

As estrelas morrem quando esgotam seu combustível nuclear. Os eventos que se seguem, o destino de uma estrela moribunda, dependem unicamente da solidez da estrela. As estrelas mais minúsculas, conhecidas como “anãs vermelhas”, queimam seu combustível nuclear tão lentamente que podem viver até os 100 bilhões de anos, o que é muito mais antigo do que a idade atual do nosso Universo. A estrela mais próxima do nosso sol, Proxima Centauri, é uma anã vermelha que não é visível a olho nu.

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Anão Vermelho (Crédito da Foto: NASA / Walt Feimer / Wikimedia Commons)

Estrelas de tamanho médio (até cerca de 1,4 vezes a massa do Sol) morrem menos dramaticamente do que outras. Quando o núcleo fica sem combustível de hidrogênio, ele se contrai sob o peso da gravidade. No entanto, alguma fusão de hidrogênio (formando hélio) ocorrerá nas camadas superiores, onde o efeito da gravidade é menor. À medida que o núcleo se contrai, ele começará a aquecer sob pressão aumentada. Isso faz com que as camadas superiores se expandam, formando assim um gigante vermelho.

Eventualmente, o núcleo aquece de volta, fazendo com que o hélio se funda em carbono. Quando o combustível de hélio se esgota, o núcleo se expande e esfria. Finalmente, o núcleo vai esfriar em uma anã branca e, eventualmente, em uma anã negra. Todo o processo leva alguns bilhões de anos. Se você está se perguntando, sim, este também é o destino do nosso sol! Felizmente, não vamos viver o suficiente para ver o seu último suspiro.

anã vermelha anã branca e anã negra

Gigante vermelho, anã branca e anã negra

Agora vem a parte excitante, e é por isso que você estava lendo este artigo em primeiro lugar. Mas primeiro, você entende o que é uma supernova?

Super Nova

As supernovas surgem quando estrelas realmente massivas (pelo menos 5 vezes maiores que o nosso sol) consomem rapidamente seu combustível de hidrogênio. Isso produztoneladas de energia, aquecendo o núcleo. O calor gera pressão e a pressão criada pelos processos nucleares de uma estrela também impede que essa estrela entre em colapso.

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A Nebulosa do Caranguejo, uma nebulosa do vento pulsar associada à supernova 1054 (Fonte da imagem: Wikimedia Commons)

Uma estrela está em equilíbrio perpétuo entre duas forças opostas. A gravidade da estrela tenta espremer a estrela no menor e mais pequeno espaço possível, enquanto o combustível nuclear queimando no núcleo da estrela cria uma forte pressão externa. Para estrelas massivas como essas, quando ficam sem combustível, elas começam a se refrescar. Isso reduz a pressão externa da queima do combustível nuclear e a gravidade vence. Há um colapso repentino de toda a massa da estrela em direção ao centro, criando enormes ondas de choque, fazendo com que as camadas externas da estrela explodam. Este evento dramático é uma supernova.

Hypernova

Umasupernova superluminosa,mais conhecida como umahipernova,é uma supernova extremamente energética que se acredita resultar de um gravecolapso do núcleo.Isso acontece tão rapidamente que as camadas externas da estrela não estão cientes do que aconteceu, então a estrela explode subseqüentemente com ventos vigorosos de ondas de choque fortes, bastante semelhantes a uma supernova.

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Hypernova (Crédito da Foto: NASA / GSFC / Dana Berry / Wikimedia Commons)

A diferença vem quando a estrela é mais de 30 vezes maior que o nosso sol. Este tamanho enorme leva a condições exageradas para uma supernova. Hipernovas são geralmente confundidas com supernovas, mas, na realidade, essas duas entidades são completamente diferentes. Uma hipernova é um processo que começa após a ocorrência de uma supernova. Assim que o limite de uma supernova é excedido, ela começa a liberar radiações eletromagnéticas de alta energia conhecidas como rajadas de raios gama. Isso marca o início da hipernova. Hipernovas podem ser consideradas como o segundo estágio de uma supernova massiva.

O que é uma explosão de raios gama?

Explosões de Raios Gama são as explosões mais brilhantes e violentas do nosso universo, com algumas liberando mais energia em 10 segundos do que o nosso Sol irá emitir em toda a sua vida útil de 10 bilhões de anos.

Explosão de raios gama mais distante

Explosão de raios gama (2 feixes podem ser vistos irradiando para fora, ao longo do eixo) (Crédito da Foto: ESO / A. Roquette / Wikipedia Commons)

A luz dessas rajadas de raios gama viajou por mais da metade da idade do universo e estão entre os objetos mais distantes já observados. No entanto, estar tão longe e ainda ser as coisas mais brilhantes no céu significa que uma quantidade incrível de energia deve estar produzindo esses flashes.Devido ao súbito colapso do núcleo de uma estrela moribunda, a intensa energia que está sendo produzida não pode mais ser contida na estrela. Essa energia é liberada como radiação de alta freqüênciaem um clarão inicial de raios gama. Logo em seguida, um “afterglow” muito mais duradouro é emitido em freqüências mais baixas (raios X, ultravioleta, visível, infravermelho, microondas e rádio).

Resultado de imagem para se os raios gama fossem visíveis a olho nu

As estrelas tendem a girar em um determinado eixo e, quando morrem, essa fiação cresce mais rapidamente, devido à concentração de toda a matéria em uma região menor. Este material em queda é chicoteado em um frenesi rodopiante, formando um disco no fundo da estrela. No vórtice que se segue, o plasma superaquecido é preso por campos magnéticos altamente torcidos. Como um canhão eletromagnético, jatos de plasma e gases quentes passam pelos pólos da estrela e são ejetados para o espaço. O túnel através da estrela força as correntes de plasma em feixes estreitos, concentrando a energia do colapso. No entanto, e se um desses feixes é direcionado para o nosso planeta?

Quão mortal é uma explosão de raios gama?

Apesar da óbvia desgraça e melancolia associada às extinções em massa, elas ainda tendem a enredar nossa imaginação. Afinal, o súbito desaparecimento dos dinossauros, presumivelmente devido a um asteróide, é uma história bastante envolvente em si mesma. Além disso, os pesquisadores não têm motivos para afastar a ideia de que uma explosão de raios gama, 440 milhões de anos atrás, possa ter contribuído para a extinção em massa do Ordoviciano, que dizimou dois terços de todas as espécies do planeta.

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Organismos ordovicianos (Crédito da foto: James St. John / Wikimedia Commons)

A intensa radiação de uma explosão de raios gama pode ter esgotado até 40% da camada de ozônio, o que levaria cerca de dez anos para se recuperar de tal explosão. A perda de uma fração tão grande da camada protetora de ozônio teria permitido que a radiação ultravioleta prejudicial atingisse a Terra por anos. Os organismos marinhos que habitavam perto da superfície teriam sido expostos mais à radiação UV e, portanto, teriam sido mortos a taxas mais altas do que os organismos que vivem mais profundamente. De fato, evidências geológicas confirmam que as espécies que vivem perto da superfície da água foram as mais atingidas na extinção do Ordoviciano.

Se seus olhos pudessem detectar raios gama, você observaria explosões brilhantes de luz no céu uma vez por dia. Esses flashes seriam tão deslumbrantes que, momentaneamente, ofuscariam tudo o mais em sua visão, inclusive nosso sol. Felizmente, uma explosão de raios gama próxima, transmitida diretamente para a Terra, é altamente improvável. No entanto, em uma situação hipotética, se ocorresse, a quantidade de dano dependeria de onde a explosão começou. Assumindo que uma ocorre em nossa galáxia Via Láctea, mas muito longe de nosso próprio sistema solar, as coisas podem não sertãoruins.

GRB_illustration_Earth, estouro de raios gama afetando a terra

(Crédito da foto: NASA / Wikimedia Commons)

Com raios gama irradiados diretamente na Terra, a radiação gama destruiria uma parte significativa de nossa atmosfera, especificamente a camada de ozônio. Os fótons altamente energéticos que fluem junto com a explosão causariam reações químicas massivas, levando a um smog fotoquímico, que esgotaria ainda mais nossa proteção contra os raios cósmicos. As doses letais de radiação que a vida de superfície experimentaria resultariam em extinções em massa da maioria das espécies de vida em nosso planeta. Basicamente, enquanto as explosões de raios gama e as hipnéias são fascinantes para estudar, é melhor mantê-las a uma distânciamuitosaudável!

Referências:

  1. Universidade de Swinburne (Link 1)
  2. Fundo de Defesa Ambiental
  3. Universidade de Swinburne (Link 2)
  4. NASA.Gov
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