Como detetar uma supernova? — Samantha Kuula

Vejam a lição completa em: http://ed.ted.com/lessons/how-to-detect-a-supernova-samantha-kuula

Neste preciso momento, algures no universo, explodiu uma estrela. Na verdade, em cada segundo nasce uma supernova, no universo que podemos observar. Contudo, nunca conseguimos ver uma supernova nos seus violentos momentos iniciais. Será possível detetá-lo antecipadamente? Samantha Kuula explica a ciência por detrás de um sistema de aviso do nascimento duma supernova.

Lição de Samantha Kuula, animação de Nick Hilditch.

Neste preciso momento,
algures no universo, explodiu uma estrela.

Ali está outra.

Na verdade, em cada segundo
nasce uma supernova,

no universo que podemos observar

e, de 25 em 25 anos, em média,

nasce uma numa galáxia
com a dimensão e a idade da Via Láctea.

Contudo, nunca conseguimos
assistir a esse acontecimento

desde o seu nascimento violento.

Claro, como o poderíamos ver?

Há centenas de milhares de milhões
de estrela suficientemente próximas

em que poderíamos observar
a explosão da supernova

a surgir da superfície da estrela.

Mas teríamos que ter
os nossos melhores telescópios

apontados para essa estrela

exatamente na altura certa
para obtermos dados significativos.

É fácil dizer, mas a probabilidade de isso
acontecer é astronomicamente baixa.

Mas, se pudéssemos prever uma supernova
antes de a luz dela chegar até nós?

Pode parecer impossível.

Afinal, nada viaja mais depressa
do que a velocidade da luz, não é?

Pelo menos, tanto quanto sabemos,
é verdade.

Mas, numa corrida, a rapidez não conta
se fizermos um desvio

enquanto o outro se dirige para a meta.

Exatamente pela mesma razão,

os fotões não ganham a corrida
da supernova até à Terra.

São os neutrinos que ganham.

Eis porquê.

Há dois tipos de supernovas.

O tipo 1 é quando uma estrela acumula
tanta matéria de uma estrela vizinha

que uma reação nuclear descontrolada
provoca uma explosão.

No tipo 2, a estrela esgota
o seu combustível nuclear,

por isso as forças gravitacionais
que atraem para o centro

sobrepõem-se às forças mecânicas
quânticas que repelem para o exterior

e o núcleo estelar colapsa
sob o seu próprio peso

num centésimo de segundo.

Enquanto as camadas externas da estrela
não são afetadas pelo núcleo colapsado,

as camadas internas aceleram
através do vazio,

despedaçam-se contra o núcleo
e recuam, precipitando a explosão.

Em ambos estes cenários,

a estrela expele uma quantidade
de energia sem paralelo,

assim como uma grande
quantidade de matéria.

Com efeito, todos os átomos
mais pesados do que o níquel,

incluindo elementos como o ouro e a prata

só se formam nas reações da supernova.

Nas supernovas do tipo 2,

cerca de 1% de energia
consiste em fotões,

que conhecemos como luz,

enquanto 99% radia como neutrinos,

as partículas elementares
que são conhecidas

por raramente interagirem
com qualquer coisa.

A partir do centro da estrela,

a matéria em explosão demora
dezenas de minutos, ou mesmo horas,

ou, em casos raros, vários dias,

para atingir e quebrar
a superfície da estrela.

Contudo, os neutrinos,
graças à sua não interatividade,

tomam um caminho muito mais direto.

Antes mesmo de se observar qualquer
alteração visível na superfície da estrela,

já os neutrinos têm um avanço
de várias horas sobre os fotões.

É por isso que os astrónomos e físicos

conseguiram delinear um projeto
chamado SNEWS,

o Sistema de Alerta Precoce de Supernovas.

Quando os detetores, em todo o mundo,
detetam descargas de neutrinos,

enviam mensagens a um computador
central em Nova Iorque.

Se vários detetores recebem
sinais semelhantes

num prazo de 10 segundos,

o SNEWS desencadeia um aviso de alerta
de que está iminente uma supernova.

Com a ajuda de informações
de distância e de direção

dadas pelos detetores de neutrinos,

tanto os astrónomos amadores
como os cientistas

perscrutam os céus e partilham informações

para identificar rapidamente
a nova supernova galáctica

e virar os maiores telescópios do mundo
nessa direção.

A última supernova que enviou
neutrinos detetáveis para a Terra

foi em 1987

nos limites da Nebulosa da Tarântula,

na grande Nuvem de Magalhães,
uma galáxia próxima.

Os neutrinos chegaram à Terra
três horas antes da luz visível.

Esperamos outra, a qualquer momento,
e, quando isso acontecer,

o SNEWS dar-nos-á a oportunidade

de sermos os primeiros
a observar uma coisa

que os seres humanos nunca viram.