Os astrónomos podem estar cada vez mais perto de compreender um dos maiores mistérios da cosmologia: a energia escura, a força desconhecida que se acredita estar a impulsionar a expansão acelerada do Universo.
Acredita-se que a energia escura represente cerca de 68% do universo. Apesar de sua enorme influência, os cientistas ainda não sabem o que é e como exatamente afeta o crescimento do espaço.
Agora, os investigadores identificaram uma supernova invulgar no Universo primitivo que pode fornecer uma nova pista valiosa. A luz desta poderosa explosão viajou em direção à Terra durante mais de 10 mil milhões de anos. O evento foi excepcionalmente brilhante e a sua luz foi ainda mais reforçada pela gravidade da linha de visão da galáxia, tornando a explosão distante ainda mais brilhante.
“Ninguém tinha encontrado uma supernova como esta antes, e a natureza do sistema significa que poderá ajudar a resolver alguns grandes problemas em astrofísica, tais como a natureza da força que impulsiona a expansão do Universo,” explica o Dr. Daniel Perley, professor de astrofísica na Universidade John Moores de Liverpool.
A gravidade divide a luz em várias imagens
Uma galáxia localizada diretamente entre a Terra e uma supernova distante desempenha um papel crucial na descoberta. Sua atração gravitacional desvia a luz proveniente da explosão em nossa direção.
“Vemos a luz desta supernova distante dividida em múltiplas imagens, a que chamamos ‘lentes gravitacionais'”, explica Jacob Wise, um estudante graduado no Instituto de Investigação em Astrofísica que foi o primeiro a reconhecer a importância do evento.
Os caminhos da luz para a Terra são diferentes
“Quando a luz é ‘lente’, os diferentes caminhos que a luz percorre para chegar à Terra não têm o mesmo comprimento, por isso a luz que viaja por caminhos diferentes leva diferentes períodos de tempo para chegar até nós.”
Como uma supernova pode brilhar durante vários meses, os astrónomos podem observar vários instantâneos da mesma explosão ao mesmo tempo. Cada imagem mostra a supernova num ponto ligeiramente diferente da sua evolução porque a luz percorreu um percurso diferente.
“O que é interessante nisto é que a diferença de tempo entre as diferentes imagens depende da taxa a que o Universo se está a expandir”, acrescentou o Dr.
A equipa de investigação, trabalhando com funcionários do Instituto Caltech, da Universidade de Estocolmo e de outras instituições em todo o mundo, planeia medir estes atrasos com alta precisão. Estas medições podem mostrar a rapidez com que o Universo se está a expandir e fornecer informações sobre a força (energia escura) responsável por acelerar esta expansão.
Uma solução potencial para a tensão de Hubble
Atualmente, os astrônomos se deparam com o principal mistério da taxa de expansão do universo. Diferentes métodos fornecem valores conflitantes para a constante de Hubble, uma quantidade usada para descrever a taxa de expansão do universo.
Perley acredita que as observações desta supernova incomum podem ajudar a resolver a controvérsia.
Ele disse: “Os estudos sobre as consequências 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 outro número. Os astrónomos chamam-lhe tensão de Hubble. Assim, os estudos de supernovas com lentes podem mostrar em qual dos dois números devemos realmente acreditar.”
Observatórios ao redor do mundo Participe do estudo
O brilho da supernova permitiu aos astrónomos detectá-la mesmo a grandes distâncias com telescópios terrestres de tamanho médio. Estes incluíram o Zwicky Transition Facility na Califórnia e o Telescópio Liverpool em La Palma.
(O primeiro telescópio a detectar uma supernova foi o Complexo de Transição Zwicky, na Califórnia, mas não foi capaz de ver múltiplas imagens. O Telescópio 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 foram os primeiros a notar a supernova, mas fomos nós que notámos que a luz estava curvada em vários padrões.
“Todos os principais observatórios do Hemisfério Norte, bem como os telescópios espaciais, têm olhado para ele, mas o Telescópio Liverpool, operado pela LJMU, chegou lá primeiro”, disse Wise.
O estudo “Descoberta de SN 2025wny: uma supernova superluminosa com lentes fortemente gravitacionais em z = 2,01” foi publicado na revista Letras astrofísicas e por Joel Johansson, Daniel A. Perley, Ariel Gubar, Jacob L. Wise, Yu-Jing Qin, Zoe McGrath, Steve Schulze, Cameron Lemon, Anjasha Gangapadhyay, Konstantinos Tsalopatos e 24 outros colaboradores.
