A natureza, na sua infinita inventividade, fornece lentes astronómicas naturais que nos permitem ver objetos para além do alcance normal dos nossos telescópios. Elas são chamadas de lentes gravitacionais e, há alguns anos, o Telescópio Espacial Hubble aproveitou uma delas para detectar uma explosão de supernova em uma galáxia distante.
Agora, o JWST aproveitou a mesma lente e encontrou outra supernova na mesma galáxia.
A lente gravitacional é um objeto massivo como uma galáxia ou aglomerado de galáxias. A massa do objeto cria uma curvatura no espaço-tempo. Quando a luz de um objeto atrás da lente passa pelo aglomerado, ela é ampliada. A maioria das lentes gravitacionais foram descobertas acidentalmente, mas recentemente pesquisas dedicadas encontraram mais delas, e elas se tornaram uma ferramenta importante na astronomia.
Em 2019, os astrônomos encontraram uma supernova em imagens que o Telescópio Espacial Hubble capturou em 2016 de uma galáxia chamada MRG-M0138. Essas imagens foram lentes gravitacionalmente por um aglomerado de galáxias chamado MACS J0138.0-2155.
Agora, o JWST observou a mesma galáxia através das mesmas lentes e encontrou outra supernova que explodiu apenas sete anos depois da anterior. Isto é notável e é a primeira vez que os astrónomos encontram duas supernovas na mesma galáxia.
As lentes gravitacionais fazem mais do que apenas ampliar objetos de fundo. Eles também criam múltiplas imagens dos objetos. Mas as imagens não chegam ao mesmo tempo e a sua separação temporal é outra ferramenta astronómica.
Em uma postagem no blog da NASA, Justin Pierel do Space Telescope Science Institute (STScI) da NASA e Andrew Newman dos Observatórios da Carnegie Institution for Science explicaram as descobertas.
“Quando uma supernova explode atrás de uma lente gravitacional, a sua luz atinge a Terra por vários caminhos diferentes”, explicam os dois. “Podemos comparar esses trajetos com vários trens que saem de uma estação ao mesmo tempo, todos viajando na mesma velocidade e com destino ao mesmo local. Cada trem segue uma rota diferente e, devido às diferenças na duração da viagem e no terreno, os trens não chegam ao destino ao mesmo tempo.”
Assim, as imagens de uma única supernova podem chegar aos nossos telescópios em momentos diferentes, por vezes separados por vários anos. Este arranjo, embora possa parecer confuso, é na verdade outra ferramenta útil. O estudo das imagens pode ajudar os cientistas a medir a constante de Hubble, que é a história da taxa de expansão do Universo. “O problema é que estas supernovas com imagens múltiplas são extremamente raras: menos de uma dúzia foram detectadas até agora”, explicam os dois cientistas.
“Dentro deste pequeno clube, a supernova de 2016 no MRG-M0138, chamada Requiem, destacou-se por vários motivos”, explicam Pierel e Newman. A primeira é que a supernova está a 10 mil milhões de anos-luz de distância. A segunda é que também é uma supernova Tipo 1a. As supernovas do tipo 1a servem como velas padrão, objetos com luminosidades conhecidas que podem ser usados para medir distâncias no escada de distância cósmica. A terceira razão é que uma das imagens estará tão atrasada que só chegará em meados da década de 2030.
“Infelizmente, como o Requiem só foi descoberto em 2019, muito depois de ter desaparecido de vista, não foi possível reunir dados suficientes para medir a constante de Hubble”, explicam os cientistas.
Mas agora Webb observou uma segunda supernova chamada Encore.
“O Encore foi descoberto por acaso e agora estamos acompanhando ativamente a supernova em andamento com um tempo crítico programa discricionário do diretor”, escrevem os cientistas. “Usando essas imagens do Webb, mediremos e confirmaremos a constante de Hubble com base nesta supernova com imagens múltiplas. Encore é confirmado como uma vela padrão ou supernova tipo Ia, tornando Encore e Requiem de longe o par mais distante de ‘irmãos’ de supernovas de vela padrão já descoberto.”
Medir a constante de Hubble é um desafio constante na cosmologia. A expansão do Universo é a principal evidência que apoia o Big Bang. Portanto, acertar a constante é uma parte importante da compreensão do Universo. A constante de Hubble mede como as galáxias se afastam de nós a velocidades proporcionais à sua distância. É expresso em km/s de uma galáxia a 1 megaparsec de distância e, ao longo das décadas, diferentes pesquisadores chegaram a números diferentes. A medição mais recente da constante de Hubble é 68,3 (km/s)/Mpc.
Pouco depois do Big Bang, o Universo estava em expansão devido à inflação. Cerca de três bilhões de anos atrás, a força misteriosa que chamamos de Energia Escura assumiu o controle. A força da Energia Escura não se dilui à medida que o Universo se expande e ainda impulsiona a expansão. Na verdade, essa expansão está a acelerar e não sabemos porquê. Mas de alguma forma, uma medição precisa da Constante de Hubble faz parte da explicação. E medir a mesma supernova com vários anos de intervalo produzirá uma medição precisa.
A busca pela medição mais precisa é a busca por uma melhor compreensão do Universo. Encontrar duas supernovas de velas padrão na mesma galáxia é uma oportunidade única de medir a constante de Hubble com mais precisão do que nunca. “Considerando a raridade de encontrar múltiplos SNe Ia na mesma galáxia hospedeira, combinada com a extrema raridade de SNe com lentes, esta descoberta é verdadeiramente surpreendente”, escreveram os cientistas no seu relatório. proposta de observação.
Supernovas em galáxias distantes não nos dão nenhuma indicação prévia de que irão explodir. Sabemos que tipo de estrelas explodirão e se transformarão em supernovas, mas não podemos medir quando. Mas este caso é único. Sabemos quando aparecerá o próximo, ou melhor, quando aparecerá a próxima imagem do mesmo.
“As supernovas normalmente são imprevisíveis, mas neste caso sabemos quando e onde olhar para ver as aparições finais de Requiem e Encore. As observações infravermelhas por volta de 2035 darão seu último suspiro e fornecerão uma medição nova e precisa da constante de Hubble”, escrevem os dois cientistas.
Fonte: InfoMoney
