Uma equipa de astrónomos, recorrendo a numerosos telescópios, descobriu uma possível superkilonova que explodiu não uma, mas duas vezes. As evidências mostram que este evento invulgar poderá ser uma superkilonova inédita, ou seja, uma kilonova desencadeada por uma supernova. Os astrónomos já tinham teorizado a existência de um fenómeno deste tipo, mas nunca tinha sido observado até agora.
O trabalho foi publicado na revista The Astrophysical Journal Letters, a 15 de dezembro de 2025.
Supernovas e kilonovas
Quando as estrelas mais massivas chegam ao fim das suas vidas, explodem em espetaculares supernovas, semeando o Universo com elementos mais pesados, como o carbono e o ferro.
Outro tipo de explosão, a kilonova, ocorre quando um par de estrelas densas e mortas, chamadas estrelas de neutrões, colide, formando elementos ainda mais pesados, como o ouro e o urânio. Os elementos pesados criados por ambos os tipos de explosão estão entre os blocos fundamentais da formação de estrelas e planetas.
Até à data, apenas uma kilonova foi confirmada de forma inequívoca: o evento histórico conhecido como GW170817, ocorrido em 2017. Nesse caso, duas estrelas de neutrões colidiram, enviando ondulações no espaço-tempo, conhecidas como ondas gravitacionais, bem como ondas de luz, através do cosmos.
O observatório LIGO, da National Science Foundation, e o seu parceiro europeu Virgo detetaram as ondas gravitacionais da explosão. Dezenas de telescópios terrestres e espaciais, em todo o mundo, observaram o evento em luz.
As três fases de uma superkilonova teórica são imaginadas nesta conceção artística. O colapso de uma estrela massiva em rápida rotação cria duas pequenas estrelas de neutrões (uma das quais com menos massa do que o nosso Sol), que imediatamente entram em espiral e se fundem, gerando uma kilonova rica em metais pesados. Crédito: Caltech/K. Miller e R. Hurt (IPAC)
Uma supernova veio primeiro
O curioso caso do candidato AT2025ulz é complexo. Pensa-se que tenha tido origem numa explosão de supernova ocorrida horas antes, que acabou por obscurecer a observação dos astrónomos e tornar o caso mais difícil de interpretar.
No início, durante cerca de três dias, a erupção parecia exatamente igual à primeira kilonova de 2017. Toda a gente estava intensamente a tentar observá-la e analisá-la, mas depois começou a parecer mais uma supernova, e alguns astrónomos perderam o interesse. Nós não.
Disse a autora principal Kasliwal, do Caltech e do Observatório Palomar.
Efeitos gravitacionais
Em agosto de 2025, os detetores LIGO e Virgo captaram um novo sinal de ondas gravitacionais. Em poucos minutos, foi enviado um alerta à comunidade astronómica, contendo um mapa aproximado da origem do sinal e indicando que tinham sido registadas ondas gravitacionais provenientes do que parecia ser a fusão de dois objetos, sendo pelo menos um deles invulgarmente pequeno.
Após a identificação inicial pelo Zwicky Transient Facility, no Observatório Palomar, Kasliwal coordenou com o astrónomo do Observatório Keck, Michael Lundquist, a realização de uma observação rápida do tipo Target of Opportunity (ToO) de AT2025ulz.
Este processo permite aos cientistas solicitar acesso imediato para observar eventos cósmicos de curta duração. O pedido ToO de Mansi possibilitou um seguimento espectroscópico imediato com o espectrógrafo de baixa resolução LRIS.
A explosão desvaneceu-se rapidamente
As observações confirmaram que a erupção luminosa se desvaneceu rapidamente e brilhou em comprimentos de onda vermelhos, tal como tinha acontecido com a GW170817 oito anos antes.
No caso da kilonova GW170817, as cores vermelhas resultaram da presença de elementos pesados, como o ouro. Estes átomos possuem mais níveis de energia eletrónica do que os elementos leves, bloqueando a luz azul e deixando passar a luz vermelha.
Dias depois da explosão inicial, a AT2025ulz começou novamente a intensificar-se, tornou-se azul e revelou hidrogénio nos seus espectros. Todos estes são sinais típicos de uma supernova, e não de uma kilonova, mais concretamente uma supernova de colapso do núcleo com envelope removido.
Supernovas em galáxias distantes não são, em geral, esperadas gerar ondas gravitacionais suficientemente fortes para serem detetadas pelo LIGO e pelo Virgo, ao contrário das kilonovas. Isto levou alguns astrónomos a concluir que a AT2025ulz teria sido desencadeada por uma supernova comum e não estaria relacionada com o sinal de ondas gravitacionais.
O que poderá estar a acontecer
Kasliwal afirmou que vários indícios lhe mostraram que algo de invulgar tinha ocorrido. Embora a AT2025ulz não se assemelhasse à kilonova clássica GW170817, também não parecia uma supernova comum. Além disso, os dados de ondas gravitacionais do LIGO-Virgo revelaram que pelo menos uma das estrelas de neutrões envolvidas na fusão tinha uma massa inferior à do Sol.
Este facto sugeria que uma ou duas estrelas de neutrões pequenas poderiam ter-se fundido para produzir uma kilonova.
As estrelas de neutrões são os restos deixados por estrelas massivas que explodem como supernovas. Os astrónomos estimam que tenham dimensões semelhantes às de uma grande cidade, cerca de 22 a 30 quilómetros de diâmetro, e massas que variam entre 1,2 e cerca de 3 vezes a massa do Sol.
Alguns teóricos propuseram mecanismos através dos quais as estrelas de neutrões poderiam ser ainda mais pequenas, com massas inferiores à do Sol, mas até agora nenhuma foi observada com essas características.
Os teóricos invocam dois cenários para explicar como uma estrela de neutrões poderia ser tão pequena. Num deles, uma estrela massiva em rotação rápida explode como supernova e depois divide-se em duas pequenas estrelas de neutrões subsolares por fissão.
No segundo cenário, a fragmentação, a estrela em rápida rotação também explode como supernova, mas desta vez forma-se um disco de material em torno da estrela em colapso. O material irregular do disco acaba por se aglutinar, formando uma pequena estrela de neutrões, de forma semelhante à formação dos planetas.
Inicialmente, uma estrela massiva explode numa supernova, que gera elementos como carbono e ferro. Em seguida, nascem duas estrelas de neutrões, sendo que pelo menos uma delas é considerada menos massiva do que o nosso Sol. As estrelas de neutrões espiralam juntas, enviando ondas gravitacionais que se propagam pelo cosmos, antes de se fundirem numa dramática Kilonovas.
Colisão de estrelas de neutrões
Com o LIGO e o Virgo a detetarem pelo menos uma estrela de neutrões subsolar, é possível, segundo teorias propostas pelo coautor Brian Metzger, da Universidade de Columbia, que duas estrelas de neutrões recém-formadas tenham colidido entre si.
Esta colisão teria causado a erupção da kilonova que enviou ondas gravitacionais através do cosmos. À medida que a kilonova produzia elementos pesados, teria inicialmente brilhado em luz vermelha, tal como observaram o ZTF e outros telescópios.
Os detritos em expansão da explosão inicial da supernova teriam obscurecido a visão dos astrónomos sobre a kilonova. Por outras palavras, uma supernova poderá ter dado origem a duas jovens estrelas de neutrões que, posteriormente, se fundiram para formar uma kilonova.