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Os novos mensageiros do universo

Os novos mensageiros do universo

Luís Oliveira e Silva 14/01/2020 09:24

Não admira que a muito pequena probabilidade de estarmos quase a observar uma supernova esteja a causar tanta excitação.

Uma das estrelas mais brilhantes no nosso céu, Betelgeuse, está a diminuir de intensidade luminosa, tendo descido de décima estrela para a 23.a estrela mais brilhante que observamos a partir da Terra. Esta diminuição abrupta pode ser o prenúncio de uma supernova, uma espetacular explosão e um evento astronómico de características únicas. Muitos cientistas atribuem esta variação da intensidade luminosa da estrela a outros fatores, não prevendo para já a transformação desta gigante vermelha numa supernova, algo que deverá acontecer nos próximos 100 mil anos. No entanto, a perspetiva de observarmos uma supernova no nosso céu, com uma luminosidade semelhante à da Lua, é demasiado excitante, tendo a evolução desta estrela chegado até às páginas dos média generalistas [1].

Dada a facilidade da sua observação na constelação de Orion, esta estrela tem sido estudada desde a Antiguidade. Existem registos da alteração da sua cor e da variação da sua luminosidade ao longo do tempo, e estudos recentes permitiram até determinar a sua velocidade através do espaço interestelar e observar as ondas de choque que são geradas à sua passagem. Toda a informação que recolhemos desta estrela, assim como da generalidade dos objetos fora do nosso sistema solar, chega-nos através da luz que emite, que funciona como principal mensageira das estrelas. E se as primeiras “mensagens” de Betelgeuse foram “recebidas” a olho nu e, depois, com telescópios que recolhem a luz visível, atualmente, os astrónomos observam a luz das estrelas com telescópios capazes de capturar a luz com diferentes comprimentos de onda invisíveis, das ondas rádio e radiação infravermelha aos raios-x e até raios gama. Da análise da luz recebida conseguimos inferir, recorrendo à física, os elementos químicos que compõem as estrelas, o tipo de estrela e o seu estado de evolução ou tempo de vida, a distância à Terra, a sua velocidade, entre muitas outras propriedades das estrelas e do universo.

Betelgeuse está a “apenas” 640 anos-luz de distância, ou seja, a luz que estamos agora a receber foi enviada pela estrela no reinado de D. Fernando. A supernova mais recente na nossa galáxia, observada a olho nu, também conhecida como Supernova de Kepler, remonta a 1604 e estava a uma distância muito maior, cerca de 20 mil anos-luz. A proximidade de Betelgeuse promete, assim, não só um evento muito raro e mil vezes mais espetacular do que a Supernova de Kepler, mas também uma excecional oportunidade para compreendermos estas explosões em detalhe. Temos agora ao nosso dispor telescópios com características técnicas únicas para compreender e analisar a luz das estrelas, mas também temos à nossa disposição detetores capazes de identificar outros mensageiros do universo, como outras partículas elementares ou ondas gravitacionais.

Nos últimos anos temos assistido a muitos resultados com ondas gravitacionais, geradas nas colisões entre buracos negros e/ou estrelas de neutrões. No caso de supernovas, será provavelmente muito difícil, com os atuais detetores de ondas gravitacionais, medir o sinal das ondas gravitacionais geradas na explosão. No entanto, há outros mensageiros igualmente esquivos e difíceis de detetar que são produzidos nestas explosões e que, combinados com a informação trazida pela luz, podem esclarecer muitas questões que existem ainda sobre as supernovas.

Numa supernova, apenas 1% da energia da explosão é luz. Os restantes 99% da energia da explosão são libertados num flash de dez segundos de neutrinos. Estas partículas elementares, sem carga elétrica, são os mensageiros perfeitos. Quase não interagem com a matéria e apenas através da “força fraca”, e têm uma massa muito pequena. Somos permanentemente atravessados por neutrinos com origem no Sol que atravessam toda a Terra quase sem serem perturbados. Da mesma maneira, os neutrinos da supernova Betelgeuse atravessarão a distância da estrela à Terra sem se desviar até serem capturados nos detetores de neutrinos que já estão instalados. Como são de muito difícil deteção, precisamos de muitos neutrinos, como os produzidos numa supernova, para detetarmos alguns. Uma supernova na nossa galáxia, como Betelgeuse, poderá conduzir à deteção de vários milhares de neutrinos num único detetor na Terra. Por exemplo, na supernova detetada em 1987 (SN 1987A), com origem numa galáxia próxima, foram medidos apenas 25 neutrinos em três detetores.

Não admira, portanto, que a muito pequena probabilidade de estarmos quase a observar uma supernova esteja a causar tanta excitação. Podemos estar à beira de um espetáculo verdadeiramente raro e literalmente de proporções cósmicas que todos conseguiremos observar no nosso céu. Será também uma oportunidade única para detetar e estudar em detalhe os novos mensageiros que estão a transformar a forma como compreendemos e conhecemos o universo.

[1] O artigo do New York Times é uma excelente síntese

 

Professor catedrático do Departamento de Física

Presidente do Conselho Científico Instituto Superior Técnico

web: http://web.tecnico.ulisboa.pt/luis.silva/

twitter: @luis_os

 

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