Uma supernova rara e distorcida que aparece três vezes numa única imagem poderia ajudar os investigadores a finalmente resolver uma inconsistência de longa data sobre o universo que ameaçou desvendar a nossa compreensão do cosmos, afirma um especialista.
A supernova tipo 1a, chamada SN H0pe, foi descoberta pela primeira vez escondida em fotografias capturadas pelo Telescópio Espacial James Webb (James Webb) da NASA em março. Nestas imagens, a estrela em explosão pode ser vista como um arco de luz laranja com três pontos brilhantes que circundam parte do aglomerado de galáxias PLCK G165.7+67.0 (G165), que fica a cerca de 4,5 bilhões de anos-luz da Terra.
O arco de luz é o resultado de lentes gravitacionais – um efeito causado quando a luz de um objeto distante, como uma supernova, passa através do espaço-tempo que foi distorcido pela gravidade de um objeto massivo em primeiro plano, como uma grande galáxia, ou seja, posicionado diretamente entre o objeto distante e o observador. Isso também amplia o objeto distante, facilitando a análise dos pesquisadores.
Os três pontos brilhantes no arco em torno de G165 fazem parecer que existem três fontes de luz separadas sendo visualmente manipuladas ou iluminadas pela galáxia em primeiro plano. Mas, na realidade, a supernova, que está localizada a cerca de 16 bilhões de anos-luz de nós, foi duplicada duas vezes pelo efeito de lente.
Em um novo artigo publicado no BigThink.com em 20 de setembro, o astrofísico e comunicador científico Ethan Siegel, que não esteve envolvido no estudo, escreveu que SN H0pe poderia ajudar a resolver uma inconsistência de longa data sobre a expansão do universo – a “tensão Hubble .”
A tensão de Hubble é baseada em uma discrepância entre as duas principais formas de estimar a taxa de expansão do universo, conhecida como constante de Hubble. O primeiro método, que envolve medir a expansão usando a radiação cósmica de fundo (CMB) – radiação remanescente do Big Bang que foi detectada pela primeira vez em 1964 – resulta com um valor para a constante de Hubble. Mas o segundo método, que envolve medir a que distância objetos específicos, como galáxias e supernovas, se afastam de nós, apresenta consistentemente um valor ligeiramente superior.
Este problema tem confundido os cientistas durante décadas porque não há uma razão clara para que um método produza um resultado diferente do outro, escreveu Siegel. O enigma até fez com que alguns pesquisadores declarassem que se tratava de uma crise na cosmologia.
SN H0pe poderia ajudar a resolver a tensão de Hubble porque é uma supernova do tipo 1a, que os astrônomos chamam de “vela padrão” – um ponto de referência incrivelmente confiável a partir do qual podemos medir a expansão do universo, escreveu Siegel.
As supernovas do tipo 1a envolvem uma estrela anã branca que rouba matéria de uma estrela parceira binária, antes de atingir a massa crítica e explodir. Todas essas explosões brilhantes têm luminosidade inicial quase igual e diminuem com o tempo na mesma proporção. Ao comparar estas velas padrão a várias distâncias da Terra, os cientistas podem descobrir exatamente a rapidez com que se afastam de nós e podem então deduzir a taxa de expansão do Universo.
SN H0pe é uma vela padrão particularmente importante porque é a segunda supernova tipo 1a mais distante já detectada, escreveu Siegel. As fortes lentes gravitacionais e a duplicação nas novas imagens também dão aos pesquisadores mais informações para trabalhar do que o normal, acrescentou.
A ideia de usar supernovas duplicadas para resolver o problema da tensão do Hubble não é nova. Em maio, os cientistas usaram dados de uma supernova com lentes quádruplas que reapareceu, chamada Refsdal, para calcular um novo valor para a constante de Hubble. Embora ainda fosse diferente do valor calculado pelo CMB, a diferença entre os dois foi reduzida, sugerindo que um dia poderiam se equiparar.
Atualmente não está claro se SN H0pe pode ser usado para calcular um valor ainda mais confiável para a constante de Hubble. Mas os investigadores estão confiantes de que se o olhar atento do James Webb conseguir continuar a identificar velas padrão mais distantes, o problema da tensão do Hubble poderá finalmente ser resolvido.
Publicado em 06/10/2023 17h52
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