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Conheça a supernova mais antiga e mais distante de todos os tempos descoberta pelos astrônomos

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

Quando uma estrela fica “sem combustível”, ela explode, como visto nesta ilustração. Os astrônomos observam milhares dessas explosões todos os anos, mas a maioria está bem próxima da Terra. Novos dados do Telescópio Espacial James Webb capturaram uma série de supernovas distantes, do universo primitivo, aumentando significativamente o número de explosões antigas registradas pelos pesquisadores.

Foto de Illustration by Mehau Kulyk, SCIENCE PHOTO LIBRARY
Por Riley Black
Publicado 2 de jul. de 2024, 07:00 BRT

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

As descobertas foram feitas a partir de dados capturados pelo Telescópio Espacial James Webb da Nasa. Anunciadas na reunião da Sociedade Astronômica Americana em Madison, Wisconsin, nos Estados Unidos, no início do mês de junho de 2024, os astrônomos analisaram as imagens do Webb e encontraram cerca de 80 supernovas em apenas um pequeno trecho 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 pesquisar pontos de luz tão distantes no universo. "O Webb é um grande telescópio, quase 10 vezes maior do que o Telescópio Espacial Hubble em termos de área de coleta de luz", explica Justin Pierel, astrônomo do Space Telescope Science Institute em Baltimore, Maryland, que trabalhou na nova pesquisa. Além de ver uma parte maior do céu, o Webb também é mais sensível aos comprimentos de onda de luz mais longos que indicam a presença de supernovas. "Sabíamos que essas supernovas fracas e distantes existiam, mas não conseguíamos vê-las antes", diz Pierel. 

Usando dados do Telescópio Espacial James Webb, os astrônomos identificaram cerca de 80 objetos (circulados em verde) que mudaram de brilho ao longo do tempo. A maioria desses objetos, conhecidos como transientes, é o resultado da explosão de estrelas ou supernovas. Essas estrelas explodiram quando o universo tinha apenas cerca de 2 bilhões de anos de idade.

Foto de Photographs by NASA, ESA, CSA, STScI, JADES Collaboration

O aumento do tamanho e da sensibilidade do James 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", afirma o astrônomo Edo Berger, da Universidade de Harvard, também nos Estados Unidos, que não participou da nova pesquisa. Os novos dados se somam a um registro crescente de estrelas que explodiram em diferentes épocas da história do universo. 

Embora a descoberta de cerca de 80 supernovas distantes em um pequeno trecho do céu seja significativa, Berger observa que "essa ainda é uma pequena fração de todas as supernovas que estão sendo descobertas por levantamentos de campo amplo e mais rasos, que ultrapassam 10 mil supernovas por ano". Mas muitas dessas supernovas são mais jovens e estão mais próximas da Terra. A importância das descobertas do Webb está no fato de revelar supernovas que estão mais distantes, representando um período muito anterior na história do universo.

Uma olhada no passado


Para encontrar supernovas mais distantes e, portanto, mais antigas, os pesquisadores compararam várias imagens tiradas pelo Webb no período de um ano. Os astrônomos procuraram 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 há bilhões de anos antes do momento atual.

O Webb pode detectar supernovas graças a um fenômeno conhecido como desvio para o vermelho cosmológico. À medida que a luz viaja pelo espaço, seu comprimento de onda é puxado como um caramelo. Os comprimentos de onda da luz se tornam mais longos, caindo na parte infravermelha do espectro – invisível a olho nu, mas visível a um telescópio com o equipamento certo.

Diferentes características de desvio para o vermelho correspondem a diferentes momentos da história do universo, e o dia de hoje é o desvio para o vermelho zero. Quanto maior o desvio para o vermelhomais antiga é a supernova. Assim, enquanto um desvio para o vermelho de 2 indica uma supernova de quando o universo tinha cerca de 3,3 bilhões de anos, uma das supernovas recém-descobertas tem um desvio para o vermelho de 3,6 e, portanto, ela se formou quando o universo tinha cerca de 1,8 bilhão de anos

Isso coloca a supernova antiga com 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 existência da Terra. "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 seres humanos", explica Pierel.

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    Percepções sobre o universo primitivo


    Os novos dados fornecerão um ponto de partida para os pesquisadores investigarem a natureza do universo primitivo, como as estrelas se formaram e o que aconteceu quando elas explodiram. De fato, observa Pierel, as estrelas distantes geralmente são muito fracas para serem vistas mesmo com os telescópios mais potentes. As estrelas que explodem são mais brilhantes e mais fáceis de detectar. 

    Tipos específicos de supernovas na amostra também podem fornecer algumas novas percepções. O James Webb detectou pelo menos uma supernova que os astrônomos classificam como Tipo 1a, o que significa que ela é particularmente brilhante e poderia ser usada para medir longas distâncias no espaço. "Encontrar essas supernovas de redshift mais alto é importante para fazer medições cosmológicas", diz Berger, além de estudar fenômenos como a energia escura.

    explosão de estrelas é uma parte essencial do universo em que vivemos. "Se as estrelas não explodissem, a vida como a conhecemos não seria possível", comenta Pierel. Os elementos que são tão essenciais para a vida na Terra foram lançados de tais 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 de nossa própria história.

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