Como o Hubble vê através da poeira cósmica para mapear galáxias

Medir distâncias cósmicas é essencial na astrofísica, com o Telescópio Espacial Hubble sendo fundamental por meio de suas observações de supernovas do Tipo Ia. Essas supernovas, conhecidas por seu brilho consistente, ajudam a calibrar distâncias após contabilizar a poeira intergaláctica, como visto com a galáxia NGC 3810. 

O Telescópio Espacial Hubble auxilia na medição da distância cósmica observando supernovas do Tipo Ia, como aquelas em NGC 3810, usando seu brilho consistente para medir distâncias ajustadas para efeitos de poeira intergaláctica. Crédito: ESA/Hubble & NASA, D. Sand, RJ Foley

Uma tarefa crucial na astrofísica é medir a distância de objetos realmente remotos como galáxias , quasares e aglomerados de galáxias. Isso é particularmente verdadeiro quando se trata de estudar o Universo primitivo, mas é uma tarefa difícil. Somente no caso de alguns objetos próximos como o Sol, planetas e algumas estrelas próximas podemos medir suas distâncias diretamente. Além disso, vários métodos indiretos precisam ser usados; um dos mais importantes é examinar supernovas do Tipo Ia, e é aí que o Telescópio Espacial Hubble da NASA /ESA entra. 

NGC 3810, a galáxia apresentada nesta imagem, foi a anfitriã de uma supernova Tipo Ia em 2022. No início de 2023, o Hubble se concentrou nesta e em várias outras galáxias para examinar de perto as recentes supernovas Tipo Ia. Este tipo de supernova resulta da explosão de uma anã branca , e todas elas têm um brilho muito consistente. Isso permite que sejam usadas para medir distâncias: sabemos o quão brilhante uma supernova Tipo Ia deve ser, então podemos dizer o quão longe ela deve estar a partir de quão fraca ela parece. 

Uma incerteza neste método é que a poeira intergaláctica entre a Terra e uma supernova bloqueia parte de sua luz. Como você sabe quanto da redução na luz é causada pela distância, e quanto pela poeira? 

Esta imagem retrata a galáxia espiral NGC 3810, que em 2023 foi incluída em um programa do Hubble para melhorar a precisão das medições de distância feitas usando supernovas do Tipo Ia. Isso só foi possível porque uma anã branca em NGC 3810 tinha acabado de se tornar uma supernova, e o Hubble capturou esta imagem antes que a supernova desaparecesse de vista. As supernovas são nomeadas de acordo com o ano de sua descoberta, seguidas por uma tag incremental de letras — a, b e assim por diante. Hoje em dia, com pesquisas automatizadas, milhares de supernovas são descobertas a cada ano, e por isso esta recebeu o nome de SN 2022zut, como a dezoito mil, cento e quarenta e dois encontrada em 2022! Crédito: ESA/Hubble & NASA, D. Sand, RJ Foley

Com a ajuda do Hubble, há uma solução alternativa inteligente: tire imagens das mesmas supernovas Tipo Ia em luz ultravioleta, que é quase completamente bloqueada pela poeira, e em luz infravermelha, que passa pela poeira quase sem ser afetada. Ao observar cuidadosamente quanta luz passa em cada comprimento de onda, a relação entre o brilho da supernova e a distância pode ser calibrada para levar em conta a poeira.

O Hubble pode observar ambos os comprimentos de onda de luz em grande detalhe com o mesmo instrumento. Isso o torna a ferramenta perfeita para este experimento e, de fato, alguns dos dados usados ​​para fazer esta bela imagem de NGC 3810 foram focados em sua supernova de 2022. Você pode vê-lo como um ponto de luz logo abaixo do núcleo galáctico, ou na imagem anotada acima. 

Há muitas maneiras de medir distâncias cósmicas; como as supernovas do Tipo Ia são tão brilhantes, elas são uma das ferramentas mais úteis e precisas, quando são detectadas. Muitos outros métodos também devem ser usados, seja como uma verificação independente contra outras medições de distância ou para medir em distâncias muito mais próximas ou mais distantes. Um desses métodos que também funciona para galáxias é comparar sua velocidade de rotação com seu brilho; com base nesse método, NGC 3810 é encontrado a 50 milhões de anos-luz da Terra.

Fonte: Scitechdaily.com