Explosões de raios gama podem ajudar astrônomos a medir vastas distâncias em todo o universo

 Uma ilustração de uma poderosa explosão de raios gama. Crédito: NAOJ

Agora que o Telescópio Espacial James Webb está operacional, os astrônomos podem estudar algumas das galáxias mais fracas e distantes já vistas. De acordo com alguns relatos, podemos já ter capturado a imagem de uma galáxia de quando o universo tinha apenas 300 milhões de anos. Mas não podemos ter certeza absoluta de sua distância, e isso é um grande problema para os astrônomos. Como você mede a distância da galáxia mais distante? Se você é um astrônomo, você confia em seu desvio para o vermelho observado.

Como o universo está se expandindo, quanto mais distante a galáxia, mais desviada para o vermelho sua luz. Para calcular a distância da galáxia, os astrônomos inserem o desvio para o vermelho em uma fórmula derivada do modelo cosmológico padrão . Ao observar tudo, desde estrelas variáveis ​​até supernovas distantes, conhecemos muito bem a relação entre o desvio para o vermelho e a distância. Então faça as contas e obtenha a distância.

É claro que as galáxias mais distantes estão mais distantes do que as observações de calibração do modelo padrão. Podemos extrapolar o modelo padrão para essas distâncias de galáxias, mas isso pressupõe que a aceleração cósmica não era radicalmente diferente naquela época. Não há razão para supor que nossa suposição esteja errada, mas seria bom obter medições de distância nos limites das galáxias de Webb. Infelizmente, o tipo de supernova que usamos para essas medições de distância não é brilhante o suficiente para ser visto a essa distância. 

A escada de distância cósmica para medir distâncias galácticas. Crédito: NASA, ESA, A. Feild (STScI) e A. Riess (STScI/JHU)

Mas um novo estudo descobriu que podemos usar explosões de raios gama . Explosões de raios gama, ou GRBs, são explosões de curta duração de radiação gama. Eles são provavelmente causados ​​por explosões de hipernovas de estrelas gigantes e são extremamente poderosos. Um único GRB libera mais energia do que o Sol emitirá em toda a sua vida útil de 10 bilhões de anos. Mas as curvas de luz dos GRBs são complexas, tornando difícil encontrar um padrão comum.

Neste último estudo, a equipe não analisou a variação da luz de raios gama, mas sim a luz óptica. Eles analisaram as curvas de luz óptica de 500 GRBs conhecidos e encontraram quase 180 com um padrão comum. Muitos desses GRBs estão próximos o suficiente para sabermos suas distâncias, então a equipe conseguiu usar seus brilhos observados para calcular os brilhos reais. Isso significa que, se um GRB realmente distante desse tipo comum for detectado, os astrônomos podem usar seu brilho observado para calcular sua distância, estendendo assim nossa escala de distância cósmica.

Com o tempo, poderemos testar nossa suposição sobre o modelo padrão com essa técnica. Portanto, embora todos estejam legitimamente empolgados com as descobertas do Telescópio Espacial James Webb, é bom saber que os astrônomos também estão trabalhando em ferramentas para apoiar as descobertas que Webb fará.

Fonte: universetoday.com