terça-feira, 24 de fevereiro de 2026

Nasce uma supernova: Pela primeira vez estrela é flagrada explodindo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/11/2025

Nasce uma supernova: Estrela é flagrada explodindo pela primeira vez
Esta imagem artística mostra uma estrela transformando-se em uma supernova a cerca de 22 milhões de anos-luz de distância da Terra. Os astrônomos conseguiram capturar a fase inicial da supernova, apenas 26 horas após a explosão, revelando sua verdadeira forma.

Assistindo o nascimento de uma supernova

Os astrônomos desta vez foram muito rápidos, e conseguiram fotografar a morte explosiva de uma estrela praticamente no momento em que a explosão irrompia da superfície da estrela.

É a primeira imagem de um momento tão inicial, revelando a forma da explosão já no dia seguinte à sua ocorrência, o que ajudará a responder a uma série de questões sobre como é que as estrelas massivas explodem, transformando-se em supernovas - até agora só tínhamos as imagens das supernovas anos, ou mesmo séculos, depois que eles ocorreram, quando o material já havia se espalhado por enormes distâncias.

Quando a explosão da supernova SN 2024ggi foi detectada pela primeira vez, na noite de 10 de Abril de 2024, o professor Yi Yang, da Universidade Tsinghua, na China, enviou rapidamente uma proposta de observação ao Observatório Europeu do Sul (ESO). Já no dia seguinte, o ESO apontou o telescópio VLT, instalado no Chile, em direção à supernova, fotografando-a apenas 26 horas após a detecção inicial.

"A geometria de uma explosão de supernova fornece informações fundamentais sobre a evolução estelar e os processos físicos que levam a estes fogos de artifício cósmicos," explicou Yang. Os mecanismos exatos por trás das explosões de estrelas massivas, com mais de oito vezes a massa do Sol, sob a forma de supernovas, continuam a ser debatidos e permanecem uma das questões fundamentais abordadas pelos astrofísicos.

Momentos iniciais da explosão

A SN 2024ggi situa-se na galáxia NGC 3621, na direção da constelação da Hidra, a "apenas" 22 milhões de anos-luz de distância da Terra, o que é próximo em termos astronômicos. Com um grande telescópio e o instrumento certo, a equipe internacional sabia que tinha uma oportunidade rara de desvendar a forma da explosão logo após a sua ocorrência.

A estrela progenitora desta supernova era uma supergigante vermelha, com uma massa 12 a 15 vezes superior à do Sol e um raio 500 vezes maior, o que faz da SN 2024ggi um exemplo clássico de explosão de uma estrela massiva.

"As primeiras observações do VLT capturaram a fase durante a qual a matéria acelerada pela explosão perto do centro da estrela irrompeu pela superfície da estrela. Durante algumas horas, a geometria da estrela e a sua explosão puderam ser, e foram, observadas em conjunto," contou Dietrich Baade, astrônomo do ESO na Alemanha e coautor do estudo.

E os dados coletados já permitem descartar alguns dos atuais modelos que tentam descrever as supernovas, além de adicionar novas informações que podem melhorar outros modelos. "Esta descoberta não só reformula a nossa compreensão das explosões estelares, como também demonstra o que pode ser alcançado quando a ciência transcende fronteiras," afirmou Ferdinando Patat, do ESO. "É uma poderosa lembrança de que a curiosidade, a colaboração e a ação rápida podem desvendar mistérios profundos da física que molda o nosso Universo."

Nasce uma supernova: Estrela é flagrada explodindo pela primeira vez
Foi assim que os astrônomos viram pela primeira vez a supernova, um ponto superbrilhante surgindo de repente em meio a inúmeras outras estrelas distantes.
[Imagem: ESO/Y. Yang et al. - 10.1126/sciadv.adx2925]

Como uma estrela explode?

Sabemos que, durante a sua vida, uma estrela típica mantém a sua forma esférica como resultado de um equilíbrio muito preciso entre a força gravitacional, que tende a comprimi-la, e a pressão do seu motor nuclear, que tende a expandi-la. Quando a sua última fonte de combustível se esgota, o motor nuclear começa a falhar. Para estrelas massivas, isto marca o início da fase de supernova: O núcleo da estrela moribunda entra em colapso, as conchas de massa que o rodeiam caem sobre ele e ricocheteiam. Este choque de richochete propaga-se para o exterior, destruindo a estrela.

Quando o choque irrompe da superfície estelar, são liberadas enormes quantidades de energia - a supernova então brilha de forma dramática, que é quando os astrônomos a detectam. Durante um período de tempo muito curto, a forma inicial da explosão pode ser estudada, antes que a supernova comece a interagir com o material que circunda a estrela moribunda.

Foi isso que os astrônomos conseguiram observar pela primeira vez, utilizando uma técnica chamada espectropolarimetria. "A espectropolarimetria nos dá informações relativas à geometria da explosão que outro tipo de observações não consegue, uma vez que as escalas angulares são demasiado pequenas," contou Lifan Wang, professor da Universidade A&M do Texas, nos EUA.

Apesar de a estrela que explodiu parecer um único ponto, a polarização da sua luz contém pistas ocultas sobre a sua geometria. As partículas de luz (fótons) possuem uma propriedade chamada polarização. Em uma esfera, a forma da maioria das estrelas, a polarização dos fótons individuais cancela-se entre si, o que faz com que a polarização total do objeto seja zero. Quando medem uma polarização diferente de zero, os astrônomos podem usar essa medição para inferir a forma do objeto - estrela ou supernova - que emitiu a luz observada.

Bibliografia:

Artigo: Radio Burst from a Stellar Coronal Mass Ejection
Autores: J. R. Callingham, C. Tasse, R. Keers, R. D. Kavanagh, H. K. Vedantham, P. Zarka, S. Bellotti, P. I. Cristofari, S. Bloot, D. C. Konijn, M. J. Hardcastle, L. Lamy, E. K. Pass, B. J. S. Pope, H. Reid, H. J. A. Röttgering, T. W. Shimwell, P. Zucca
Revista: Science Advances
DOI: 10.1126/sciadv.adx2925

Buracos de minhoca não existem, Big Bang é um portal e o tempo vai e vem, propõem físicos

Enrique Gaztañaga - The Conversation - 

Buracos de minhoca não existem, Big Bang é um portal e o tempo vai e vem, propõem físicos
O termo buraco de minhoca foi cunhado pelo físico John Wheeler na década de 1950, o mesmo que cunhou o termo buraco negro.
Mas em uma nova pesquisa, meus colegas e eu mostramos que a ponte original de Einstein-Rosen aponta para algo muito mais estranho - e mais fundamental - do que um buraco de minhoca.

O quebra-cabeça que Einstein e Rosen estavam tentando resolver nunca foi sobre viagens espaciais, mas sim sobre como os campos quânticos se comportam no espaço-tempo curvo. Interpretada dessa forma, a ponte de Einstein-Rosen funciona como um espelho no espaço-tempo: Uma conexão entre duas flechas microscópicas do tempo.

A mecânica quântica governa a natureza nas menores escalas, como as partículas, enquanto a teoria da relatividade geral de Einstein se aplica à gravidade e ao espaço-tempo. Conciliar as duas continua sendo um dos maiores desafios da física. E, de forma empolgante, nossa reinterpretação pode oferecer um caminho para isso.

Buracos de minhoca não existem, Big Bang é um portal e o tempo vai e vem, propõem físicos
Arte representando um experimento quântico que testou buracos de minhoca atravessáveis.
[Imagem: inqnet/A. Mueller/Caltech]

Uma herança mal compreendida

A interpretação do "buraco de minhoca" surgiu décadas depois do trabalho de Einstein e Rosen, quando físicos especularam sobre a possibilidade de atravessar o espaço-tempo de um lado para o outro, principalmente nas pesquisas do final da década de 1980.

Mas essas mesmas análises também deixaram claro o quão especulativa era a ideia: Dentro da relatividade geral, tal jornada é proibida. A ponte se fecha mais rápido do que a luz consegue atravessá-la, tornando-a intransitável. As pontes de Einstein-Rosen são, portanto, estruturas matemáticas instáveis e inobserváveis, não portais.

Apesar disso, a metáfora do buraco de minhoca floresceu na cultura popular e na física teórica especulativa. A ideia de que buracos negros poderiam conectar regiões distantes do cosmos - ou até mesmo funcionar como máquinas do tempo - inspirou inúmeros artigos, livros e filmes.

Contudo, não há evidências observacionais de buracos de minhoca macroscópicos, nem qualquer razão teórica convincente para esperar que eles surjam dentro da teoria de Einstein. Embora extensões especulativas da física - como formas exóticas de matéria ou modificações da relatividade geral - tenham sido propostas para sustentar tais estruturas, elas permanecem não testadas e altamente conjecturais.

Buracos de minhoca não existem, Big Bang é um portal e o tempo vai e vem, propõem físicos
Espaço de fase do oscilador harmônico invertido representando soluções de energia duplamente degeneradas, positivas e negativas.
[Imagem: Enrique Gaztañaga et al. - 10.1088/1361-6382/ae3044]

Duas flechas do tempo

Nosso trabalho recente revisita o enigma da ponte de Einstein-Rosen usando uma interpretação quântica moderna do tempo, baseada em ideias desenvolvidas por Sravan Kumar e João Marto.

A maioria das leis fundamentais da física não distingue entre passado e futuro, ou entre esquerda e direita. Se o tempo ou o espaço forem invertidos em suas equações, as leis permanecem válidas. Levar essas simetrias a sério conduz a uma interpretação diferente da ponte de Einstein-Rosen.

Em vez de um túnel através do espaço, ela pode ser entendida como dois componentes complementares de um estado quântico. Em um deles, o tempo flui para a frente; no outro, flui para trás a partir de sua posição refletida em um espelho.

Essa simetria não é uma preferência filosófica. Uma vez excluídos os infinitos, a evolução quântica deve permanecer completa e reversível em nível microscópico - mesmo na presença da gravidade.

A "ponte" expressa o fato de que ambos os componentes temporais são necessários para descrever um sistema físico completo. Em situações comuns, os físicos ignoram o componente temporal invertido, escolhendo uma única seta do tempo.

Mas perto de buracos negros, ou em universos em expansão e colapso, ambas as direções devem ser incluídas para uma descrição quântica consistente. É aqui que as pontes de Einstein-Rosen surgem naturalmente.

Buracos de minhoca não existem, Big Bang é um portal e o tempo vai e vem, propõem físicos
Pontes de Einstein-Rosen: "Uma partícula no Universo físico deve ser descrita por uma ponte matemática entre duas camadas do espaço-tempo."
[Imagem: Enrique Gaztañaga et al. - 10.1088/1361-6382/ae3044]

Resolvendo o paradoxo da informação

No nível microscópico, a ponte permite que a informação atravesse o que nos parece um horizonte de eventos - um ponto sem retorno. A informação não desaparece; ela continua evoluindo, mas na direção temporal oposta, espelhada.

Esse arcabouço oferece uma resolução natural para o famoso paradoxo da informação do buraco negro. Em 1974, Stephen Hawking demonstrou que os buracos negros irradiam calor e podem eventualmente evaporar, aparentemente apagando toda a informação sobre o que caiu neles - contradizendo o princípio quântico de que a evolução deve preservar a informação.

O paradoxo emerge apenas se insistirmos em descrever os horizontes usando uma única seta unilateral do tempo extrapolada para o infinito - uma suposição que a própria mecânica quântica não exige.

Se a descrição quântica completa incluir ambas as direções do tempo, nada é verdadeiramente perdido. A informação deixa nossa direção do tempo e reaparece na direção inversa. A completude e a causalidade são preservadas, sem invocar uma nova física exótica.

Essas ideias são difíceis de compreender porque somos seres macroscópicos que experimentam apenas uma direção do tempo. Em escalas cotidianas, a desordem - ou entropia - tende a aumentar. Um estado altamente ordenado evolui naturalmente para um estado desordenado, e nunca o inverso. Isso nos dá uma flecha do tempo.

Mas a mecânica quântica permite comportamentos mais sutis. De modo intrigante, evidências dessa estrutura oculta podem já existir. A radiação cósmica de fundo em micro-ondas - o brilho residual do Big Bang - mostra uma assimetria pequena, porém persistente: Uma preferência por uma orientação espacial em relação à sua imagem espelhada.

Essa anomalia intriga os cosmólogos há duas décadas. Os modelos padrão atribuem a ela uma probabilidade extremamente baixa - a menos que componentes quânticos espelhados sejam incluídos.

Buracos de minhoca não existem, Big Bang é um portal e o tempo vai e vem, propõem físicos
Uma simulação de 4.000 universos pretende solucionar o mistério do Big Bang.
[Imagem: The Institute of Statistical Mathematics/NAOJ]

Ecos de um Universo anterior?

Esse quadro se conecta naturalmente a uma possibilidade mais profunda. O que chamamos de "Big Bang" pode não ter sido o início absoluto, mas um rebote - uma transição quântica entre duas fases da evolução cósmica com o tempo invertido.

Nesse cenário, buracos negros poderiam funcionar como pontes não apenas entre direções temporais, mas entre diferentes épocas cosmológicas. Nosso Universo poderia ser o interior de um buraco negro formado em outro cosmos, o cosmos progenitor. Ele poderia ter-se formado quando uma região fechada do espaço-tempo colapsou, ricocheteou e começou a se expandir como o Universo que observamos hoje.

Se essa imagem estiver correta, ela também oferece uma maneira para as observações confirmarem essa hipótese. Relíquias da fase pré-rebote - como buracos negros menores - poderiam sobreviver à transição e reaparecer em nosso Universo em expansão. Parte da matéria invisível que atribuímos à matéria escura poderia, na verdade, ser composta por tais relíquias.

Nessa perspectiva, o Big Bang evoluiu a partir de condições em uma contração precedente. Buracos de minhoca não são necessários: A ponte é temporal, não espacial - e o Big Bang se torna um portal, não um começo.

Essa reinterpretação das pontes de Einstein-Rosen não oferece atalhos através de galáxias, nem viagens no tempo, nem buracos de minhoca ou hiperespaço da ficção científica. O que ela oferece é muito mais profundo. Ela oferece uma imagem quântica consistente da gravidade, na qual o espaço-tempo incorpora um equilíbrio entre direções opostas do tempo - e onde nosso Universo pode ter tido uma história antes do Big Bang.

Isso não invalida a relatividade de Einstein nem a física quântica - pelo contrário, as complementa. A próxima revolução na física pode não nos levar a viajar mais rápido que a luz, mas poderá revelar que o tempo, nas profundezas do mundo microscópico e em um Universo em constante movimento, flui em ambas as direções.


Enrique Gaztañaga, autor deste artigo, é professor de astrofísica no Instituto de Cosmologia e Gravitação da Universidade de Portsmouth.

Este artigo foi republicado da revista The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original

Bibliografia:

Artigo: A new understanding of Einstein-Rosen bridges
Autores: Enrique Gaztañaga, K Sravan Kumar, João Marto
Revista: Classical and Quantum Gravity
Vol.: 43, Number 1
DOI: 10.1088/1361-6382/ae3044