Astrônomos descobriram a supernova mais antiga e distante já vista

As novas descobertas, baseadas em dados do Telescópio Espacial James Webb, fornecem um vislumbre do universo primitivo.

Quando uma estrela fica sem combustível, ela explode, como visto nesta ilustração. Astrônomos veem milhares dessas explosões todos os anos, mas a maioria está bem perto da Terra. Novos dados do Telescópio Espacial James Webb capturaram uma série de supernovas do universo primitivo, aumentando significativamente o número de explosões antigas registradas por pesquisadores. Ilustração de Mehau Kulyk, Science Photo Library 

Observar uma supernova distante é como olhar para trás no tempo. As explosões oferecem aos astrônomos uma espiada em como era o nosso universo bilhões de anos atrás. Agora, os astrônomos descobriram 10 vezes mais supernovas distantes do que qualquer um já tinha visto antes, incluindo a mais antiga  e distante supernova já observada.

As descobertas vieram de dados capturados pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA. Anunciado na reunião da Sociedade Astronômica Americana em Madison, Wisconsin, no início deste mês, astrônomos analisaram imagens de Webb e encontraram cerca de 80 supernovas em apenas um pequeno pedaço do céu. Muitas das supernovas estão mais distantes do que as conhecidas anteriormente, representando uma época em que o universo tinha apenas dois bilhões de anos.

O telescópio é uma ferramenta ideal para procurar por pontos de luz tão distantes no universo. “[Webb] é um grande telescópio, quase 10 vezes maior que o Telescópio Espacial Hubble em termos de área de coleta de luz”, diz Justin Pierel, astrônomo do Space Telescope Science Institute em Baltimore, Maryland, que trabalhou na nova pesquisa. Além de ver uma parte maior do céu, Webb também é mais sensível aos comprimentos de onda de luz mais longos que indicam a presença de supernovas. “Sabíamos que essas supernovas tênues e distantes existiam, mas não conseguíamos vê-las antes”, diz Pierel.

Usando dados do Telescópio Espacial James Webb, astrônomos identificaram cerca de 80 objetos (circulados em verde) que mudaram de brilho ao longo do tempo. A maioria desses objetos, conhecidos como transientes, são o resultado de estrelas explodindo ou supernovas. Essas estrelas explodiram quando o universo tinha apenas cerca de 2 bilhões de anos. Fotografias da colaboração NASA, ESA, CSA, STScI, JADES

O aumento do tamanho e da sensibilidade do Webb permitiu que ele captasse o que outros telescópios não conseguiram detectar. "Acho ótimo ver que essas supernovas podem ser recuperadas nos dados do Webb", diz o astrônomo da Universidade de Harvard Edo Berger , que não estava envolvido na nova pesquisa. Os novos dados se somam a um registro crescente de estrelas explodidas de diferentes épocas da história do universo.

Embora encontrar cerca de 80 supernovas distantes em um pequeno pedaço do céu seja significativo, Berger observa, "essas ainda são uma pequena fração de todas as supernovas sendo descobertas por pesquisas de campo amplo e mais rasas, mais de 10.000 supernovas por ano". Mas muitas dessas supernovas são mais jovens e mais próximas da Terra. A importância das descobertas do Webb está na descoberta de supernovas que estão mais distantes, representando um momento muito anterior na história do universo.

Dê uma espiada no passado

Para encontrar supernovas mais distantes e, portanto, mais antigas, os pesquisadores compararam várias imagens tiradas por Webb ao longo de um ano. Os astrônomos procuraram por fontes de luz que apareciam ou desapareciam nas imagens, ou o que os especialistas chamam de transientes. Os pesquisadores não apenas detectaram dezenas de supernovas, mas a natureza da luz indicou que as supernovas explodiram bilhões de anos antes do nosso momento presente.

Webb pode detectar supernovas graças a um fenômeno conhecido como redshift cosmológico . Conforme a luz viaja pelo espaço, seu comprimento de onda é puxado como um caramelo. Os comprimentos de onda da luz se tornam maiores, caindo na parte infravermelha do espectro — invisível a olho nu, mas visível a um telescópio com o equipamento certo.

Diferentes características de redshift correspondem a diferentes momentos na história do universo, e o dia atual é redshift zero. Quanto maior o redshift, mais antiga é a supernova. Então, enquanto um redshift de 2 indica uma supernova de quando o universo tinha cerca de 3,3 bilhões de anos, uma das supernovas recém-descobertas tem um redshift de 3,6 e se formou quando o universo tinha cerca de 1,8 bilhão de anos. Isso coloca a antiga supernova em 12 bilhões de anos, a mais antiga já detectada.

Os dados oferecem uma maneira de ter uma noção de como era o universo muito antes da Terra existir. "O universo tem quase 14 bilhões de anos, mas essas supernovas são de uma época em que o universo tinha apenas alguns bilhões de anos, o equivalente a ser um adolescente para os humanos", diz Pierel.

Visões do universo primitivo

Os novos dados fornecerão um ponto de partida para pesquisadores investigarem a natureza do universo primitivo, como as estrelas se formaram e o que aconteceu quando elas explodiram. Na verdade, observa Pierel, estrelas distantes são frequentemente muito fracas para serem vistas mesmo com os telescópios mais poderosos. Estrelas explodindo são mais brilhantes e fáceis de detectar.

Tipos específicos de supernovas na amostra também podem fornecer alguns novos insights. Webb detectou pelo menos uma supernova que os astrônomos categorizam como Tipo 1a , o que significa que ela é particularmente brilhante e pode ser usada para medir longas distâncias no espaço. “Encontrar essas supernovas de maior redshift é importante para fazer medições cosmológicas”, diz Berger, assim como estudar fenômenos como energia escura.

Estrelas explodindo são uma parte essencial do universo em que vivemos. “Se as estrelas não explodissem, a vida como a conhecemos não seria possível”, diz Pierel. Os elementos que são tão essenciais para a vida na Terra foram lançados para fora dessas explosões quando o universo era muito mais jovem, formando a base para o nosso planeta e a vida nele. Por mais distantes que estejam de nós, as supernovas são uma parte essencial da nossa própria história.

Fonte: nationalgeographic.com