Supernova que some e reaparece em diferentes épocas ajuda em mistério
Por Daniele Cavalcante • Editado por Patricia Gnipper | •
Uma supernova que apareceu várias vezes nas imagens do Hubble, cada uma em um momento diferente, graças ao efeito de lente gravitacional. Agora, o objeto pode ajudar a solucionar um dos maiores problemas da cosmologia atual: a taxa de expansão do universo.
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- Medidas da taxa de expansão do universo implicam em anomalias desconhecidas?
Em 1964, o astrofísico norueguês Sjur Refsdal publicou um artigo descrevendo como uma supernova ampliada por lentes gravitacionais poderia ajudar a medir a constante de Hubble, o “número de ouro” buscado por astrônomos há décadas.
Agora, um grupo de cientistas está acompanhando algo chamado Supernova Refsdal (SN Refsdal), nome que já denuncia que tipo de objeto cósmico ele é. Trata-se justamente de uma estrela explosiva ampliada por uma lente gravitacional formada pelo aglomerado de galáxias MACS J1149.
Com as observações, os cientistas puderam obter um possível resultado para a constante de Hubble, uma medida da rapidez com que o universo está se expandindo. As diferentes abordagens utilizadas até agora para calcular esse número chegaram a resultados diferentes, ainda que todas sejam teoricamente corretas.
Uma dessas técnicas usa dados do telescópio espacial Planck, que observa a radiação cósmica de fundo (a luz “fóssil” emitida pouco tempo após o Big Bang) e estima a taxa de 67,4 km/s para 1 Mpc. Outro método usa as estrelas Cefeidas como referência e aponta para o valor de 73.4 km/s para 1 Mpc. Isso, obviamente, resultou em um impasse.
Muitos cientistas tentam dar um fim ao debate, às vezes utilizando outras técnicas. Esse é o caso do estudo sobre a Supernova Refsdal, observada pela primeira vez na década de 1990. Ela reapareceu em outras três ocasiões, às vezes multiplicada na mesma imagem, tudo por causa da lente gravitacional do aglomerado MACS J1149.
Lentes gravitacionais acontecem quando dois objetos estão bem alinhados com a Terra — um deles bem massivo, e o outro, bem mais distante que o primeiro. Quando isso acontece, a gravidade do objeto massivo distorce a luz do corpo mais distante ampliando-a, mais ou menos como uma lupa.
Existem muitas lentes gravitacionais pelo universo, permitindo aos astrônomos observarem objetos que, de outra forma, não poderiam ser detectados. Mas a SN Refsdal foi a primeira vez que uma supernova de lentes múltiplas foi descoberta. As aparições ocorreram nos anos de 1999, 2014, 2015 e 2016.
As imagens mostram a mesma supernova, que explodiu em um determinado momento, mas cada imagem percorreu um caminho diferente. À medida que a luz das “aparições” da supernova chegava à Terra, os cientistas puderam medir o tempo de viagem de cada uma delas e, portanto, quanto o universo se expandiu nesses intervalos de tempo.
O resultado foi diferente de todos aqueles que usaram outros métodos, mas com um detalhe: o número obtido está mais próximo do valor encontrado por meio da radiação cósmica de fundo, em vez da medição com estrelas Cefeidas. No entanto, com base em sua localização, deve estar mais próximo da medição das Cefeidas e supernovas.
Isso não significa que o problema da constante de Hubble foi resolvido, muito pelo contrário. No entanto, é uma abordagem que pode ser replicada outras vezes no futuro para refinar as medições e, quem sabe, corroborar com técnicas ainda não exploradas.
Por fim, a SN Refsdal pode ser usada para testar a precisão de modelos de lentes formadas por aglomerados de galáxias. O objeto também permitiu medir as características de explosões de estrelas supergigantes azuis, algo difícil de encontrar. Por fim, a mesma lente gravitacional levou à descoberta da estrela Ícarus, que foi considerada a mais distante já observada.
A pesquisa foi publicada na revista The Astrophysical Journal.