Seria de pensar que as supernovas, a morte agonizante de estrelas massivas, das explosões mais brilhantes e poderosas do Universo, são difíceis de perder.
© NASA/JPL-Caltech (Arp 148)
A imagem mostra a galáxia Arp 148, captada pelos telescópios espaciais Spitzer e Hubble da NASA. Dados do Spitzer, especialmente processados, podem ser vistos dentro do círculo branco, revelando luz infravermelha de uma supernova escondida por poeira.
No entanto, o número observado destas explosões, nas partes distantes do Universo, está muito aquém das previsões dos astrofísicos. Um novo estudo usando dados do recém-aposentado telescópio espacial Spitzer relata a detecção de cinco supernovas que, não detectadas no visível, nunca tinham sido vistas antes. O Spitzer explorou o Universo no infravermelho, que atravessa nuvens de poeira que bloqueiam a luz visível, que as supernovas não obscurecidas irradiam com mais intensidade.
Para procurar supernovas escondidas, os pesquisadores analisaram observações de 40 galáxias empoeiradas pelo Spitzer. Com base no número encontrado nestas galáxias, o estudo confirma que as supernovas realmente ocorrem com a frequência esperada. Esta expectativa é baseada na compreensão atual dos cientistas de como as estrelas evoluem. Estudos como este são necessários para melhorar esta compreensão, seja reforçando ou desafiando certos aspetos.
A discrepância de supernovas, isto é, a consistência entre o número de supernovas previstas e o número observado por telescópios ópticos, não é um problema no Universo próximo. Aqui, as galáxias diminuíram o seu ritmo de formação estelar e geralmente têm menos poeira. Nas regiões mais distantes do Universo, porém, as galáxias parecem mais jovens, produzem estrelas em taxas mais altas e tendem a ter maiores quantidades de poeira. Esta poeira absorve e espalha a luz óptica e ultravioleta, impedindo-as de alcançar os telescópios.
A porcentagem de supernovas detectadas diminui conforme nos afastamos e regressamos às épocas cósmicas, onde as galáxias mais empoeiradas dominavam. A detecção de supernovas nestas grandes distâncias pode ser um desafio. Para realizar uma busca por supernovas escondidas em reinos galácticos mais sombrios, mas a distâncias menos extremas, os astrônomos selecionaram um conjunto local de 40 galáxias sufocadas por poeira, conhecidas como LIRGs e ULIRGs (Luminous e Ultra-Luminous InfraRed Galaxies).
A poeira nas LIRGs e ULIRGs absorve luz óptica de objetos como supernovas, mas permite que a luz infravermelha destes mesmos objetos passe sem obstrução para ser detectada por telescópios como o Spitzer.
As supernovas detetadas pelo Spitzer são conhecidas como "supernovas de colapso do núcleo", envolvendo estrelas gigantes com pelo menos oito vezes a massa do Sol. À medida que envelhecem e os seus núcleos se enchem de ferro, as grandes estrelas não conseguem mais produzir energia suficiente para suportar a sua própria gravidade e os seus núcleos colapsam, repentina e catastroficamente. As pressões e temperaturas intensas produzidas durante o rápido desmoronamento formam novos elementos químicos por meio da fusão nuclear. As estrelas em colapso acabam por ressaltar dos seus núcleos ultradensos, explodindo e espalhando estes elementos pelo espaço. As supernovas produzem elementos "pesados", como a maioria dos metais. Estes elementos são necessários para a construção de planetas rochosos, como a Terra, bem como para seres biológicos. No geral, as taxas de supernovas servem como uma verificação importante dos modelos de formação estelar e da criação de elementos pesados no Universo.
Os telescópios de próxima geração, incluindo o Nancy Grace Roman Space Telescope e o James Webb Space Telescope da NASA, vão detectar luz infravermelha como o Spitzer.
Um novo estudo foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Fonte: NASA
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