Estrela se apaga em Andrômeda e sinaliza nascimento de buraco negro

Em geral, estrelas com massa muito grande — algo como vinte ou trinta vezes a massa do Sol — vivem apenas algunas milhões de anos (o que é nada, para os parâmetros cósmicos) e morrem de maneira espetacular em explosões chamadas supernovas.

Quando acaba o combustível, o astro não consegue mais conter sua própria gravidade. As camadas mais externas da estrela desabam, se chocam contra o núcleo a 23% da velocidade da luz e então são ejetadas para todas as direções.

Nesse momento, o astro moribundo brilha com tal intensidade que sua luz é visível até de galáxias próximas. É um último salve para o Universo antes de passar desta para melhor. Um pé na cova, outro no sabonete. 

Em seguida, a ex-estrela pode se tornar uma estrela de nêutrons (em que o material sobressalente, não ejetado, é compactado pela gravidade a um grau bizarro, mas que ainda obedece às equações da física conhecida) ou um buraco negro (em que a densisdade tende ao infinito e a Relatividade de Einstein não consegue mais explicar o que acontece).

Até aí, tudo certo. A notícia mesmo é que um grupo de pesquisadores do Instituto Klavi para Astrofísica e Pesquisa Espacial, no MIT, detectou uma estrela gigante na galáxia de Andrômeda — batizada com a sigla M31-2014-DS1 — que teve seu CPF cancelado de maneira razoavelmente discreta, sem o cataclisma costumeiro das supernovas.

“Sem qualquer evidência de uma grande emissão de luz nas proximidades, as observações de M31-2014-DS1 sugerem uma supernova fracassada que leva ao colapso do núcleo estelar”, dizem os autores no artigo que está pré-publicado no servidor arXiv (isso significa que ele ainda não passou pela revisão de outros pesquisadores nem saiu em um periódico especializado).

Trata-se de um evento raro: ocorre apenas uma vez a cada cem anos na Via Láctea.

Para explicar por que a estrela flopou com a força de 10 mil festivais Primavera Sound 2024, é preciso se aprofundar nessa história de que as camadas mais externas “quicam” no núcleo à velocidade da luz.

Quando uma estrela está desabando, seu interior fica tão espremido que os prótons (partículas do miolo do átomo) e os elétrons (partículas que ficam ao redor do átomo) acabam se fundindo.

Como um tem carga elétrica positiva e o outro tem carga elétrica negativa, eles dão origem a uma avalanche de partículas neutras, aptamente chamada de nêutrons, além de um grupão de partículas ainda mais insubstanciais chamadas neutrinos, que não interagem com basicamente nada no Universo — há 400 bilhões deles te atravessando neste exato instante e você não percebe.

Os neutrinos no núcleo de uma supernova são, acredite, muito mais numerosos do que esses 400 bilhões que estão contigo. Tantos, de fato, que eles levam consigo 10% da massa da estrela (lembre-se que massa e energia são faces da mesma moeda de acordo com a equação E=mc², o que significa que liberar energia é a mesma coisa que perder massa).

Geralmente, esses neutrinos formam uma onda de choque que é responsável por arremessar as camadas externas da estrela para fora. No caso de M31-2014-DS1, porém, a onda não rolou. 98% do material da dita-cuja continuou com ela, desabou e deu origem a um buraco negro com cerca de 6,5 vezes a massa do Sol.

Além deste caso em Andrômeda, só uma outra ocasião de supernova fracassada confirmada na literatura científica, que atende pela sigla N6946-BH1 e se apagou em 2015. Acredita-se, porém, que algo entre 20% e 30% das estrelas de alta massa tenham um fim discreto.