Investigadores do Caltech podem ter descoberto a primeira superkilonova

Nem toda explosão estelar segue um roteiro simples. Um grupo de pesquisadores liderado pelo Caltech acredita ter identificado algo inédito: a primeira “superkilonova”, um evento cósmico em que uma estrela parece explodir duas vezes, de maneiras violentamente diferentes.

A pista veio de um conjunto de observações iniciadas após a detecção de uma onda gravitacional no começo deste ano - e a análise pode ter fornecido evidências do primeiro caso conhecido em que uma supernova é seguida por uma kilonova.

Supernovas acontecem quando estrelas de rotação rápida, muito mais massivas do que o Sol, colapsam e explodem, geralmente deixando para trás uma estrela de nêutrons.

Kilonovas, por sua vez, surgem de fusões extremamente energéticas entre duas estrelas de nêutrons, que muitas vezes começam como um sistema binário. Esses eventos potentes enviam ondas gravitacionais que se propagam pelo espaço-tempo, fazendo o próprio tecido do Universo “ressoar” como um sino.

Assim, quando ondas gravitacionais desse tipo foram detectadas pela colaboração LIGO-Virgo-KAGRA em 18 de agosto de 2025, astrônomos partiram em busca de sinais de uma colisão catastrófica.

Em poucas horas, a comunidade astronômica vasculhou o céu para localizar a fonte exata e encontrou um objeto intrigante e que desaparecia rapidamente, a 1,3 bilhão de anos-luz de distância.

Em alguns aspectos, esse evento específico - agora chamado AT2025ulz - lembrava a única outra kilonova “inequivocamente confirmada”, descoberta em 2017. Batizada de GW170817, ela marcou um avanço histórico, quando cientistas localizaram pela primeira vez a origem de ondas gravitacionais e identificaram sua fonte.

Como em GW170817, as “brasas” brilhantes observadas na posição de AT2025ulz ficaram avermelhadas com a produção de elementos pesados, como ouro, indicando que uma colisão energética havia ocorrido. Mas, depois que o brilho vermelho se apagou alguns dias mais tarde, AT2025ulz voltou a ficar mais intenso - só que desta vez exibindo hidrogênio no espectro; algo típico de uma supernova, e não de uma kilonova.

Então afinal, era uma supernova ou uma kilonova? Os pesquisadores sugerem: as duas coisas.

Estudos anteriores já haviam levantado a hipótese de que supernovas poderiam - em raras ocasiões - formar duas estrelas de nêutrons a partir do disco de detritos que gira rapidamente, em vez de apenas uma. Se elas colidissem e se fundissem imediatamente, poderiam gerar o sinal de ondas gravitacionais característico de uma kilonova.

Normalmente, essas fusões acontecem no espaço aberto, permitindo uma visão desobstruída das emissões.

Brian Metzger, astrônomo da Universidade Columbia e coautor do estudo, explicou ao ScienceAlert por e-mail que desta vez a fusão ocorreu “dentro da estrela em explosão, então qualquer sinal de kilonova seria bloqueado pela massa muito maior ejetada pela estrela que explodia”.

Igualmente importante: os dois objetos em colisão que produziram a kilonova incluíam um corpo surpreendentemente pequeno - “pelo menos um dos objetos em colisão tem massa menor do que a de uma estrela de nêutrons típica”, diz David Reitze, físico de laser do LIGO e um dos coautores do estudo.

Isso, por si só, é um achado raro, porque os mecanismos de formação de estrelas de nêutrons subestelares (ainda não descobertas) continuam sendo um “grande desafio para a evolução estelar”.

Prevê-se que estrelas de nêutrons tenham um limite de massa geralmente entre 2,2 e cerca de três massas solares, embora, em princípio, possam chegar a apenas 0,1 massa solar.

Teoricamente, existem apenas duas maneiras de formar estrelas de nêutrons subestelares a partir de uma supernova: por fissão - quando uma estrela massiva de rotação rápida explode e se divide em duas estrelas de nêutrons em vez de uma - ou por um processo chamado fragmentação.

No segundo cenário, a estrela massiva em rotação rápida (com pelo menos 20 massas solares) colapsa e forma um grande disco de gás giratório, com várias massas solares.

Em segundos após se formar, o disco se fragmenta sob a própria gravidade em “um enxame de aglomerados menores que também acabam colapsando em estrelas de nêutrons de baixa massa, novamente em questão de segundos”, explica Metzger.

O processo é parecido com a formação de planetas nos discos que cercam protoestrelas, disse Metzger ao ScienceAlert.

De todo modo, esse resultado ainda indefinido lembra que o Universo sempre vai nos surpreender e nos desconcertar com seus mistérios. E também reforça que fenômenos tão fascinantes podem ter mais de uma interpretação escondida nos dados.

Mais pesquisas são necessárias para confirmar a superkilonova e eventos semelhantes.

“Futuras kilonovas podem não se parecer com GW170817 e podem ser confundidas com supernovas”, conclui Mansi Kasliwal, astrônoma do Caltech e primeira autora do estudo.

Esta pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal Letters.