James Webb capta os momentos finais de uma estrela

A Nasa divulgou, na última terça-feira (14), uma nova imagem feita pelo telescópio espacial James Webb. Ele capturou os últimos momentos de uma estrela massiva a cerca de 15 mil anos-luz de distância, conhecida como WR 124. Na foto acima, ela começou a perder suas camadas externas – e está prestes a explodir em uma supernova.

A WR 124 é uma estrela do tipo Wolf-Rayet, que abrange algumas das estrelas mais luminosas, mais massivas e com período de detecção mais curto conhecidas. Ela é parte da constelação de Sagitta (não confunda com Sagitário), e chegou a ter 30 vezes a massa do nosso Sol (estrelas massivas têm ao menos oito vezes a massa do Sol; pela foto do Webb, a WR 124 perdeu o equivalente a dez sóis de massa).

Estrelas Wolf-Rayet estão em processo de desprendimento de suas camadas externas, o que forma sua característica mais marcante: essas “nuvens” de gás e poeira. Conforme o gás perdido se afasta da estrela, ele esfria; a poeira cósmica se forma e brilha no espectro infravermelho da luz – faixa detectada pelo Webb.

Não são todas as estrelas massivas que passam pela curta fase Wolf-Rayet em seu caminho para se tornarem supernovas. É por isso que as observações detalhadas do James Webb são valiosas para os astrônomos.

Os últimos suspiros de uma estrela

Quando uma estrela massiva está prestes a morrer, ela explode. Eis uma supernova.

A resposta, claro, não é tão simples assim. Uma estrela é formada pela oposição de duas forças: enquanto a gravidade tenta comprimi-la em uma pequena esfera, a pressão e o calor produzidos em seu núcleo resistem.

Por meio da fusão nuclear, estrelas massivas transformam quantidades enormes de hidrogênio em seus núcleos em hélio, produzindo energia. Todo esse processo também produz calor (o Sol, que nem é uma estrela tão grande assim, atinge 15 milhões de graus Celsius em seu núcleo). Esse calorão gera pressão – que impede a estrela de colapsar.

O problema é que, uma hora, o estoque de hidrogênio acaba. A partir daí, elementos mais pesados viram o combustível – mas a energia produzida ali, aos poucos, vai diminuindo. Até que chega a hora em que ela não é mais suficiente para rivalizar com a força gravitacional. É quando a estrela, enfim, explode.

A fase Wolf-Rayet da vida de uma estrela massiva é relativamente curta. Ela só tem, no máximo, alguns milhões de anos antes de explodir. Nesse meio tempo, a fusão produz poderosas ondas de energia, que vão arrancando as camadas externas da estrela a velocidade absurdas, de cerca de 150 mil quilômetros por hora. O resultado é uma enorme nuvem de poeira e gás, como a observada na nova imagem do James Webb.

Bom trabalho, Jaiminho

O James Webb (ou como o apelidamos carinhosamente na Super, Jaiminho) é o sucessor do Telescópio Espacial Hubble, que foi lançado em 1990. E a novas imagens do Webb são o exemplo perfeito do salto tecnológico entre os aparelhos.

A imagem acima, por exemplo, foi tirada pelo Hubble em 2015 e mostra a mesma estrela WR 124. Basta comparar com a imagem que abre este texto para perceber que o registro do Webb possui mais detalhes.

Isso é possível porque o Jaiminho enxerga uma faixa de luz que o seu antecessor não consegue. Enquanto o Hubble é um telescópio focado em captar a luz visível (a escala entre o vermelho e o roxo), o James Webb é equipado para observar o espectro infravermelho, um tipo de onda eletromagnética mais alongada e menos energética do que aquelas que nós enxergamos.

O telescópio foi criado assim porque a luz que corpos celestes antigos emitiram chega até nós na faixa do infravermelho. É um fenômeno chamado de redshift (deslocamento para o vermelho). Como a maioria das galáxias está se afastando de nós (o Universo, afinal, está se expandindo), o brilho das mais distantes acaba esticado – e chega aqui em ondas bem compridas, que saem do espectro visível e entram na zona do infravermelho.

É justamente essa capacidade do Webb que tornam suas imagens mais precisas e detalhadas. A distância do WR 124 (15 mil anos-luz) é fichinha se comparada ao grande objetivo desse telescópio: observar o que estava acontecendo no começo do Universo, numa região a 13 bilhões de anos-luz daqui.

Levantou poeira

O Webb abre novas possibilidades também para o estudo de detalhes na poeira cósmica, que é melhor observada nos comprimentos de onda infravermelhos da luz. Isso deve ajudar os astrônomos a descobrir exatamente como essa poeira se comporta – e se ela é capaz de sobreviver a supernovas.

Ora, e por que isso importa? Saber a origem da poeira cósmica que aguenta uma supernova é importante por causa do papel que a ela desempenha no funcionamento do Universo: a poeira abriga estrelas em formação, ajuda a formar planetas e serve como uma plataforma para a formação e aglomeração de moléculas.

Não só: as atuais teorias astronômicas não do conta de explicar toda a quantidade de poeira cósmica que há no Universo. Determinar como a poeira se comporta em torno de estrelas Wolf-Rayet como a WR 124 pode ajudar a descobrir de onde veio todo o “excedente”.