Cosmos para Curiosos #2: o que sobra de uma estrela que explode em uma supernova?

Por milhares de anos, a humanidade observou o céu noturno em busca de respostas e, ocasionalmente, o próprio céu respondia com um espetáculo impressionante: uma estrela, que antes parecia eterna e tranquila, de repente brilhava mais que todas as outras, apenas para desaparecer com o tempo. 

“O que os antigos chineses chamavam de “estrelas convidadas” em seus registros antigos, eram, na verdade, explosões colossais: as supernovas.”

Essas explosões não são apenas fogos de artifício cósmicos. São os momentos finais, violentos e gloriosos, da vida de algumas estrelas. Mas afinal, quando uma estrela morre assim, o que fica para trás? Para entender o que sobra, precisamos primeiro compreender o que acontece.

Estrelas, como o Sol, brilham devido à fusão nuclear em seus núcleos. No caso de estrelas muito massivas — aquelas com pelo menos oito vezes a massa do Sol — esse processo gera elementos cada vez mais pesados: primeiro o hidrogênio vira hélio, depois carbono, oxigênio, até chegar ao ferro. E aí está o problema.

Fundir ferro consome energia, ao invés de liberá-la. Isso significa que, ao formar um núcleo de ferro, a estrela perde sua principal fonte de sustentação contra a gravidade. O resultado é uma implosão rápida e violenta: o núcleo colapsa em milissegundos e as camadas externas são arremessadas para o espaço em uma explosão incrivelmente energética — uma supernova.

Durante esse evento, em questão de segundos, a temperatura pode ultrapassar 100 bilhões de kelvins e a estrela pode brilhar mais que toda uma galáxia por dias ou semanas. A energia liberada é da ordem de 10^44 joules — o equivalente à energia do Sol durante toda a sua vida, emitida de uma só vez.

Agora vem a parte fascinante: nem tudo vira poeira estelar. O que resta depende da massa da estrela original.

Remanescentes de uma supernova

Estrela de nêutrons

Se o núcleo remanescente tiver entre 1,4 e 3 vezes a massa do Sol, a gravidade o comprime até o ponto em que prótons e elétrons se fundem, formando, nêutrons. 

O resultado é uma estrela de nêutrons: um objeto com cerca de 20 quilômetros de diâmetro, mas tão denso que uma colher de chá de seu material pesaria mais de um bilhão de toneladas. 

Essas estrelas giram rapidamente e emitem feixes de radiação — quando observadas da Terra, as vemos como pulsares.

Buraco negro

Se o núcleo restante for ainda mais massivo, nem os nêutrons resistem. A gravidade vence tudo e forma um buraco negro — uma região do espaço onde a densidade é infinita e nem mesmo a luz pode escapar. 

O raio do horizonte de eventos (o “ponto sem retorno”) de um buraco negro estelar típico é de apenas alguns quilômetros, mas sua influência gravitacional pode se estender por milhares de quilômetros ao redor.

Essas explosões, por mais destrutivas que sejam, são cruciais para a existência da vida. Elementos como cálcio, ferro, ouro e urânio — presentes em nossos ossos, sangue, celulares e reatores nucleares — foram forjados nas entranhas dessas estrelas e lançados ao espaço por supernovas. Carl Sagan estava certo: somos mesmo feitos de poeira estelar.

A observação moderna das supernovas ganhou força no século XX. Em 1934, os físicos Walter Baade e Fritz Zwicky propuseram a ideia de que supernovas produzem estrelas de nêutrons. 

Décadas depois, em 1987, uma supernova na Grande Nuvem de Magalhães, visível a olho nu, forneceu aos astrônomos dados valiosos sobre neutrinos, partículas quase sem massa que saem da explosão antes mesmo da luz. Essa detecção confirmou modelos teóricos e inaugurou a era da “astronomia de neutrinos”.

Atualmente, telescópios como o Hubble e observatórios de raios-X e ondas gravitacionais continuam a estudar supernovas e seus remanescentes. Os astrônomos analisam os espectros de luz, medem a expansão dos gases e até buscam ondas gravitacionais geradas no colapso estelar. 

Além disso, as supernovas do tipo Ia — explosões em sistemas binários — são usadas como “velas padrão” para medir distâncias cósmicas, ajudando a descobrir a expansão acelerada do universo e a presença da energia escura.

Portanto, o que sobra de uma estrela que explode? Pode ser uma estrela de nêutrons girando a milhares de rotações por segundo ou um buraco negro escondido no tecido do espaço-tempo. 

Pode ser uma nebulosa luminosa, como a famosa Nebulosa do Caranguejo — o esqueleto radiante de uma supernova observada por astrônomos chineses no ano de 1054 e pode, inclusive, ser você, eu, e todos os elementos que nos compõem.

A supernova é o fim de uma história estelar, mas também o começo de muitas outras. No grande palco do cosmos, cada morte estelar escreve uma nova cena no roteiro da existência. E o universo, afinal, é feito de histórias — algumas explosivas, mas todas fascinantes.