Energia escura e matéria escura serão investigadas com Telescópio Roman

Por Daniele Cavalcante | Editado por Patrícia Gnipper | 26 de Maio de 2021 às 16h40
NASA's Goddard Space Flight Center

No final da década de 1990, as supernovas do tipo Ia ajudaram os astrônomos a descobrir que a expansão do universo estava se acelerando. Agora, o telescópio Nancy Grace Roman vai usar esse mesmo tipo de supernova para ajudar pesquisadores a investigar a força por trás dessa expansão — a energia escura.

Supernovas do tipo Ia são relativamente raras e os astrônomos ainda não estão muito certos de como elas ocorrem (embora haja evidências de que sejam fruto da colisão entre duas anãs brancas, ou de uma anã branca em um sistema binário que "roubou" matéria de uma estrela vizinha). Na Via Láctea, elas acontecem apenas uma vez a cada 50 anos, mas em galáxias mais distantes é possível encontrar algumas dezenas delas.

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Essas colisões resultam em uma fusão das anãs brancas, mas a soma das massas torna cada uma delas instável. Desse modo, elas explodem em uma supernova e atingem um pico de brilho capaz de ser detectado a muitos anos-luz de distância. Esse brilho emite uma quantidade específica de luz, permitindo que os cientistas meçam a distância da supernova com alta precisão, usando apenas uma fórmula simples.

Por isso, é compreensível que supernovas do tipo Ia sejam usadas como “faróis” cósmicos. Uma vez que a distância pode ser determinada com certo grau de segurança, os cientistas podem calcular o quanto elas parecem se afastar com o passar do tempo. Em outras palavras, esses faróis ajudam a medir a taxa de expansão do universo.

O problema é encontrar supernovas desse tipo pelo universo, pois elas são eventos relativamente rápidos. Todas possuem curvas de luz bem parecidas, mas com velocidades de evolução distintas, com o brilho de algumas diminuindo mais rápido, e de outras mais lentamente. E é aí que entra o poder do próximo telescópio da NASA, o Nancy Grace Roman. Ele encontrará essas supernovas “aos milhares, e muito mais longe do que a maioria dos que vimos até agora”, de acordo com Daniel Scolnic, que está ajudando a projetar a pesquisa de supernovas do Roman.

Segundo a NASA, o segredo para detectar muito mais supernovas do tipo Ia com o Roman é a visão infravermelha do novo telescópio, aliada ao campo de visão gigantesco e à “sensibilidade requintada”. Assim, os pesquisadores poderão estudar a influência da energia escura em distâncias muito maiores do universo, e também em um passado muito mais longínquo — afinal, quanto mais longe olhamos no cosmos, mais os objetos observados estão no passado. A NASA espera estudar a energia escura de quanto o universo tinha entre quatro a 12 bilhões de anos.

Assim, os cientistas talvez consigam acabar com um impasse que perdura há anos. As medições da constante de Hubble, que descreve a taxa de expansão do universo, continuam surgindo entre os diferentes métodos de cálculo. Dados do universo inicial, cerca de 380.000 anos após o Big Bang, indicam que o cosmos se expande hoje a cerca de 67 quilômetros por segundo para cada megaparsec de distância (ou 67 km/s/Mpc; um megaparsec é cerca de 3,26 milhões de anos-luz). Mas as medições do universo moderno indicam uma taxa entre 70 a 76 km/s/Mpc.

Essa não é a única vantagem de observar supernovas distantes. A luz desses objetos viaja distâncias enormes ao longo do tempo e, no caminho, pode passar por lugares onde o espaço-tempo é distorcido por algum objeto massivo. Se isso acontecer, a luz fará a curva acompanhando a distorção, e os astrônomos poderão ver qual objeto causou esse efeito. Se não houver nenhum objeto, pode ser que se trate da matéria escura, a substância que não pode ser vista mas que é denunciada através das interações gravitacionais.

Isso poderá dar aos astrônomos um novo jeito de sondar a distribuição da matéria escura no cosmos e aprender mais sobre ela. Até o momento, um dos principais meios de fazer isso é através da medição de massa das galáxias. Com essas duas missões, o telescópio pode trazer dados revolucionários, que potencialmente mudarão a compreensão do universo e, talvez, contribuam na solução de alguns dos maiores mistérios da astrofísica atual.

Fonte: NASA

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