Numa descoberta recente, o Telescópio Espacial James Webb da NASA destacou um segundo evento de supernova na galáxia distante MRG-M0138.
Esta descoberta, resultante de observações do aglomerado de galáxias MACS J0138.0-2155, representa um marco importante na astronomia.
Lente gravitacional de uma supernova
Através de um processo chamado lente gravitacional – que foi previsto pela primeira vez por Albert Einstein – a intensa gravidade de um objeto massivo distorce e amplifica a luz dos objetos atrás dele.
Neste caso, MACS J0138.0-2155 atua como uma lente cósmica, distorcendo e amplificando a luz da galáxia MRG-M0138, que fica bem atrás dela. Este efeito não só ampliou a galáxia distante, mas também produziu cinco imagens separadas dela.
A história da supernova MRG-M0138 começou em 2019, quando astrônomos, usando imagens do Telescópio Espacial Hubble da NASA de 2016, identificaram uma explosão estelar dentro da galáxia.
Avançando para novembro de 2023, o Telescópio Espacial James Webb capturou outra supernova na mesma galáxia, um evento raro que fornece uma janela única para eventos cósmicos.
Informações de especialistas
Justin Beryl, NASA Companheiro de Einstein Instituto de Ciências do Telescópio Espaciale Andrew Newman, um astrônomo do observatório Instituição Carnegie para a CiênciaEle explicou esse fenômeno:
“Quando uma supernova explode atrás de uma lente gravitacional, a sua luz atinge a Terra ao longo de vários caminhos diferentes. Podemos comparar estes caminhos com vários comboios que partem da estação ao mesmo tempo, todos viajando à mesma velocidade e indo para o mesmo local.”
“Cada trem segue uma rota diferente e, devido às diferenças na duração da viagem e no terreno, os trens não chegam ao destino ao mesmo tempo. Da mesma forma, as imagens de supernovas feitas por lentes gravitacionais aparecem aos astrônomos ao longo de dias, semanas ou até anos.
Constante de Hubble
“Ao medir as diferenças nos momentos em que as imagens de supernovas aparecem, podemos medir a história da taxa de expansão do universo, conhecida como constante de Hubble, que representa um grande desafio na cosmologia hoje. O problema é que essas supernovas com múltiplas imagens são extremamente raros: menos foram detectados. Doze deles até agora.
“Dentro deste pequeno clube, a supernova de 2016 em MRG-M0138, chamada Requiem, destacou-se por vários motivos. Primeiro, estava a 10 mil milhões de anos-luz de distância. Em segundo lugar, a supernova era provavelmente do mesmo tipo que é usado como padrão vela.” ” Para medir distâncias cósmicas. Terceiro, os modelos previram que uma das imagens da supernova estava tão atrasada em seu caminho através da intensa gravidade do aglomerado que não apareceria para nós até meados da década de 2030.
A segunda supernova com lentes gravitacionais
Infelizmente, como Requiem só foi descoberto muito depois de ter desaparecido de vista, não foi possível recolher dados suficientes para medir a constante de Hubble naquela altura, disseram Pearl e Newman.
“Encontramos agora uma segunda supernova com lentes gravitacionais dentro da mesma galáxia Requiem, que chamamos de Supernova Encore. Encore foi descoberta por acaso, e agora estamos rastreando ativamente a supernova em curso através de um programa de estimativa de diretor de tempo crítico.”
“Usando essas imagens de Webb, mediremos e confirmaremos a constante de Hubble com base nesta supernova com imagem dupla. Encore foi confirmado como uma vela padrão ou supernova Tipo Ia, tornando Encore e Requiem de longe o par mais distante de 'irmãos'. a supernova mais recorde já descoberta.
“As supernovas são geralmente imprevisíveis, mas neste caso sabemos quando e onde olhar para ver as aparências finais da massa e da aparição. As observações infravermelhas por volta de 2035 irão capturar os seus desenvolvimentos mais recentes e fornecer uma medição nova e precisa da constante de Hubble.”
Mais sobre lentes gravitacionais
Conforme discutido acima, as lentes gravitacionais, um fenômeno fascinante na astrofísica, ocorrem quando um objeto massivo, como uma galáxia ou grupo de galáxias, desvia a luz vinda de um objeto mais distante, como uma estrela, supernova ou galáxia.
Este efeito de curvatura é resultado da teoria da relatividade geral de Einstein, que descreve a gravidade não como uma força, mas como uma curvatura do espaço-tempo causada pela massa.
Mecânica das lentes gravitacionais
Em essência, as lentes gravitacionais funcionam como um telescópio natural, ampliando e distorcendo a luz proveniente de objetos celestes distantes.
Os astrônomos usam esse efeito para estudar objetos que são muito fracos ou muito distantes para serem observados diretamente. Eles se tornaram uma ferramenta crucial na exploração do universo, ajudando a descobrir galáxias distantes, mapeando a matéria escura e estudando a taxa de expansão do universo.
Tipos de lentes gravitacionais
Existem três tipos de lentes gravitacionais: fortes, fracas e microscópicas. Uma lente poderosa cria múltiplas imagens, arcos ou até mesmo estruturas semelhantes a anéis, conhecidas como anéis de Einstein, ao redor do corpo da lente.
Lentes fracas, embora opticamente menos dramáticas, alteram ligeiramente as formas das galáxias de fundo, fornecendo informações importantes sobre a distribuição da matéria escura.
A microlente, por outro lado, ocorre quando uma estrela passa na frente de outra estrela, causando um aumento temporário no brilho.
Impacto na astronomia e na física
As lentes gravitacionais também são um teste poderoso da teoria de Einstein, apoiando consistentemente as suas previsões sobre como a gravidade afeta a luz.
O Telescópio Espacial Hubble e outros observatórios terrestres capturaram imagens impressionantes deste fenómeno, fornecendo não apenas informações científicas, mas também evidências visualmente impressionantes do funcionamento complexo do nosso universo.
Em suma, à medida que a tecnologia avança, as lentes gravitacionais continuam a expandir a nossa compreensão do universo, desvendando os segredos da matéria escura, da formação das galáxias e da própria estrutura do espaço-tempo.
Crédito da imagem: NASA, ESA, CSA, STScI, Justin Bierle (STScI) e Andrew Newman (Carnegie Institution for Science).
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