Os astrónomos podem estar cada vez mais perto de compreender um dos maiores mistérios da cosmologia: a energia escura, uma força desconhecida que se pensa estar a impulsionar a expansão acelerada do Universo.
Acredita-se que a energia escura represente cerca de 68% do universo. Apesar do seu enorme impacto, os cientistas ainda não sabem o que é ou exatamente como afetou o crescimento do universo.
Agora, os pesquisadores descobriram uma supernova incomum no universo primitivo que poderia fornecer novas pistas valiosas. A luz desta poderosa explosão tem viajado para a Terra há mais de 10 mil milhões de anos. O evento foi extraordinariamente brilhante e a sua luz foi ainda mais amplificada pela gravidade das galáxias visíveis, fazendo com que explosões distantes parecessem ainda mais brilhantes.
“Ninguém nunca descobriu uma supernova como esta antes, e a natureza deste sistema significa que pode ser capaz de ajudar a responder algumas das grandes questões da astrofísica, tais como a natureza das forças que impulsionam a expansão do Universo,” explica o Dr. Daniel Purley, leitor de Astrofísica na Universidade John Moores de Liverpool.
A gravidade divide a luz em várias imagens
As galáxias diretamente entre a Terra e as supernovas distantes desempenharam um papel crucial nesta descoberta. Sua gravidade desvia a luz da explosão em nossa direção.
“Vemos a luz desta supernova distante dividida em múltiplas imagens, que chamamos de ‘lentes gravitacionais'”, explica Jacob Wise, um estudante de doutoramento no Instituto de Astrofísica que foi o primeiro a reconhecer o significado deste evento.
A luz segue caminhos diferentes para chegar à Terra
“Quando a luz é ‘lente’, os diferentes caminhos que a luz percorre para chegar à Terra não têm todos o mesmo comprimento, por isso a luz que viaja por caminhos diferentes leva tempos diferentes para chegar até nós.”
Como as supernovas podem brilhar durante meses, os astrónomos podem observar múltiplas imagens da mesma explosão simultaneamente. Cada imagem representa um momento ligeiramente diferente na evolução da supernova, à medida que a luz viaja ao longo de trajetórias de diferentes comprimentos.
“O que é interessante é que a diferença de tempo entre as diferentes imagens depende da taxa de expansão do universo”, acrescentou o Dr. Purley.
A equipe de pesquisa está trabalhando com colaboradores da Caltech, da Universidade de Estocolmo e de outras instituições ao redor do mundo para planejar medições de alta precisão desses atrasos. Estas medições podem revelar a rapidez com que o Universo se está a expandir e fornecer informações sobre a força (energia escura) que acelera a expansão.
Potencial desempate na tensão Harper
Os astrônomos enfrentam atualmente grandes enigmas sobre a taxa de expansão do universo. Diferentes métodos produzem valores conflitantes para a constante de Hubble, que descreve a rapidez com que o Universo está se expandindo.
Perley acredita que as observações desta supernova incomum podem ajudar a resolver o desacordo.
“Os estudos do brilho posterior do Big Bang fornecem um número para a chamada constante de Hubble (uma medida da taxa de expansão do universo), enquanto os estudos de galáxias próximas fornecem um número diferente. Os astrônomos chamam-na de tensão de Hubble. Portanto, os estudos de supernovas com lentes podem mostrar em qual dos dois números devemos realmente acreditar”, disse ele.
Observatórios de todo o mundo participam do estudo
O brilho da supernova permitiu aos astrónomos detectá-la a grandes distâncias usando telescópios terrestres de tamanho médio. Estes incluem o Zwicky Transient Facility na Califórnia e o Telescópio Liverpool na Ilha de La Palma.
(O primeiro telescópio a detectar uma supernova foi o Zwicky Transient Facility, na Califórnia, mas não conseguiu ver múltiplas imagens. O telescópio de Liverpool foi o primeiro a ver múltiplas imagens – provando assim que tinha lentes gravitacionais)
O objeto foi posteriormente estudado com mais detalhes por alguns dos observatórios mais poderosos do mundo, incluindo o Telescópio Keck no Havaí, o Telescópio Espacial Hubble e o Telescópio Espacial James Webb.
Jacob acrescentou: “Os nossos colegas em Estocolmo notaram pela primeira vez a supernova, mas descobrimos que a luz estava curvada em múltiplas imagens.
“Todos os principais observatórios do hemisfério norte estão olhando para isso, assim como os telescópios espaciais, mas o primeiro a chegar lá foi o Telescópio Liverpool, na Universidade de Liverpool, em Joanesburgo”, disse Wise, rindo.
O estudo “Descobrindo SN 2025wny: uma supernova superluminosa com lentes fortemente gravitacionais em z = 2,01” foi publicado na revista Cartas Astrofísicas Os autores são Joel Johansson, Daniel A. Perley, Ariel Goobar, Jacob L. Wise, Yu-Jing Qing, Zoë McGrath, Steve Schulze, Cameron Lemon, Anjasha Gangopadhyay, Konstantinos Tsalapatas e 24 outros coautores.
