JWST descobre uma supergigante vermelha oculta pouco antes de sua explosão
Uma equipe de astrônomos liderada pela Universidade Northwestern capturou a visão mais clara e detalhada de uma estrela moribunda antes de sua dramática explosão. Utilizando o Telescópio Espacial James Webb da NASA (JWST), o grupo internacional identificou pela primeira vez a fonte de uma supernova, conhecida como seu progenitor, na luz do infravermelho médio. Quando…
Uma equipe de astrônomos liderada pela Universidade Northwestern capturou a visão mais clara e detalhada de uma estrela moribunda antes de sua dramática explosão.
Utilizando o Telescópio Espacial James Webb da NASA (JWST), o grupo internacional identificou pela primeira vez a fonte de uma supernova, conhecida como seu progenitor, na luz do infravermelho médio. Quando combinados com observações arquivadas do Telescópio Espacial Hubble, os dados revelaram que a explosão se originou de uma enorme estrela supergigante vermelha envolta em um inesperado manto de poeira.
Essa descoberta pode finalmente explicar por que os astrônomos raramente observam supergigantes vermelhos explodirem, mesmo que os modelos prevejam que deveriam representar a maioria das supernovas de colapso do núcleo. As novas descobertas sugerem que essas enormes estrelas realmente explodem, mas muitas vezes permanecem ocultas da vista devido a densas nuvens de poeira. Graças à poderosa visão infravermelha do JWST, os cientistas agora podem ver através da poeira que obstrui a visibilidade, preenchendo a lacuna de longa data entre teoria e observação.
A pesquisa, publicada em 8 de outubro na The Astrophysical Journal Letters, representa a primeira detecção confirmada do JWST de uma estrela progenitora de supernova.
“A estrela progenitora mais vermelha e empoeirada já observada”
A equipe detectou pela primeira vez a supernova, nomeada SN2025pht, em 29 de junho de 2025, usando o All-Sky Automated Survey of Supernovae. A luz do evento viajou da próxima galáxia espiral NGC 1637, localizada a cerca de 40 milhões de anos-luz da Terra.
Ao comparar imagens do Hubble e do JWST da NGC 1637 tiradas antes e depois da explosão, Kilpatrick, Suresh e seus colaboradores localizaram a estrela progenitora. Ela imediatamente se destacou como brilhante e intensamente vermelha. Embora a estrela emitissem cerca de 100.000 vezes mais luz do que o Sol, grande parte de seu brilho estava oculta pela poeira circundante. A camada de poeira era tão densa que fazia com que a estrela parecesse mais de 100 vezes mais fraca na luz visível do que iria parecer. Como a poeira bloqueava comprimentos de onda mais curtos e azuis, a aparência da estrela se deslocou dramaticamente para o vermelho.
“É a supergigante vermelha mais vermelha e empoeirada que já vimos explodir como uma supernova,” disse Suresh.
Estrelas massivas em seus estágios finais de vida, as supergigantes vermelhas são algumas das maiores estrelas do universo. Quando seus núcleos colapsam, elas explodem como supernovas do Tipo II, deixando para trás uma estrela de nêutron ou um buraco negro. O exemplo mais familiar de uma supergigante vermelha é Betelgeuse, a brilhante estrela avermelhada no ombro da constelação de Orion.
“A SN2025pht é surpreendente porque parecia muito mais vermelha do que quase qualquer outra supergigante vermelha que vimos explodir como uma supernova,” acrescentou Kilpatrick. “Isso nos diz que explosões anteriores poderiam ter sido muito mais luminosa do que pensávamos, porque não tínhamos a mesma qualidade de dados infravermelhos que o JWST pode fornecer agora.”
“Pistas escondidas na poeira”
A grande quantidade de poeira pode ajudar a explicar por que os astrônomos têm lutado para encontrar progenitores de supergigantes vermelhas. A maioria das estrelas massivas que explodem como supernovas são os objetos mais brilhantes e luminosos do céu. Portanto, teoricamente, deveriam ser fáceis de detectar antes de explodirem. Mas esse não tem sido o caso.
Astrônomos postulam que as estrelas envelhecidas mais massivas também podem ser as mais empoeiradas. Esses grossos mantos de poeira podem obscurecer a luz das estrelas a tal ponto que se tornam completamente indetectáveis. As novas observações do JWST apoiam essa hipótese.
“Eu estive argumentando a favor dessa interpretação, mas mesmo eu não esperava ver um exemplo tão extremo quanto a SN2025pht,” disse Kilpatrick. “Isso explicaria por que essas supergigantes mais massivas estão ausentes, porque tendem a ser mais empoeiradas.”
Além da presença da poeira em si, a composição da poeira também foi surpreendente. Enquanto as supergigantes vermelhas tendem a produzir poeira rica em oxigênio e silicato, a poeira dessa estrela parecia rica em carbono. Isso sugere que convecções poderosas nos últimos anos da estrela podem ter erguido carbono de suas profundezas, enriquecendo sua superfície e alterando o tipo de poeira que produziu.
“As ondas infravermelhas de nossas observações se sobrepõem a uma importante característica da poeira de silicato que é característica de alguns espectros de supergigantes vermelhas,” disse Kilpatrick. “Isso nos diz que o vento era muito rico em carbono e menos rico em oxigênio, o que também foi um tanto surpreendente para uma supergigante vermelha dessa massa.”
“Uma nova era para estrelas explosivas”
O novo estudo marca a primeira vez que os astrônomos usaram o JWST para identificar diretamente uma estrela progenitora de supernova, abrindo a porta para muitas mais descobertas. Ao capturar luz em todo o espectro do infravermelho próximo e médio, o JWST pode revelar estrelas ocultas e fornecer peças faltantes sobre como as estrelas mais massivas vivem e morrem.
A equipe agora está em busca de supergigantes vermelhas semelhantes que possam explodir como supernovas no futuro. Observações pelo próximo Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA podem ajudar nesta busca. O Roman terá a resolução, sensibilidade e cobertura de comprimento de onda infravermelho para ver essas estrelas e potencialmente testemunhar sua variabilidade à medida que expelirem grandes quantidades de poeira perto do final de suas vidas.
“Com o lançamento do JWST e o próximo lançamento do Roman, este é um momento emocionante para estudar estrelas massivas e progenitores de supernovas,” disse Kilpatrick. “A qualidade dos dados e as novas descobertas que faremos superarão qualquer coisa observada nos últimos 30 anos.”
A pesquisa, “A Tipo II SN 2025pht na NGC 1637: Uma supergigante vermelha com poeira circumestelar rica em carbono como a primeira detecção de estrelas progenitoras de supernova pelo JWST,” foi apoiada pela Fundação Nacional de Ciência (número do prêmio AST-2432037).
