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Supernova lança novas dúvidas sobre energia escura

Supernova lança novas dúvidas sobre energia escura
Neste instantâneo de uma simulação em computador, a supernova explode (marrom), ejetando material a 10.000 km/s, atingindo a estrela companheira (azul) e liberando um forte pulso ultravioleta. [Imagem: Dan Kasen]

Dúvidas sobre a energia escura

Há algumas semanas, um artigo publicado no renomado The Astrophysical Journal apresentou indícios de que as supernovas, as maiores explosões do Universo, podem não ser todas iguais.

Isto tem largas implicações sobre as atuais teorias cosmológicas porque as supernovas são usadas para medir as grandes distâncias no Universo - ora, se o "metro" muda, então a distância também muda.

Foram as medições baseadas nas supernovas do tipo Ia que levaram às teorias da expansão do Universo, da aceleração da expansão do Universo e, por decorrência, da energia escura - a força invisível que estaria por trás dessa expansão.

Em uma palavra, se aqueles dados então publicados estiverem corretos, o Universo pode não estar se expandindo tão rapidamente. Além de lançar dúvidas sobre a energia escura, isto tem implicações sobre o que se imagina ser o destino final do Universo, que poderia então acabar em um "vazio escuro".

Origem das supernovas

Agora, todas essas suspeitas ganharam um reforço significativo com a primeira observação direta de um fenômeno que mostra que as supernovas podem surgir de fenômenos distintos, o que as torna de fato diferentes.

Yi Cao e seus colegas do Instituto de Tecnologia da Califórnia capturaram o momento exato da explosão de uma supernova, obtendo a primeira evidência observacional de um modelo de origem dessas explosões cósmicas que até agora era apenas especulativo.

Supernova lança novas dúvidas sobre energia escura
A gigantesca câmera DeCAM está atualmente tentando enxergar indícios da Energia Escura. [Imagem: Reidar Hahn/DES]

Acredita-se que as supernovas surjam da explosão de uma anã branca, explosão esta ocasionada pela interação dessa anã branca com seu par - ambas formam um binário, que orbita um centro de massa comum.

O modelo mais aceito até agora para essa interação - conhecido como modelo de dupla degeneração - propõe que o outro membro do binário também é uma anã branca, e que a supernova tipo Ia se origina quando as duas se chocam e se fundem.

Mas há um segundo modelo - chamado modelo de degeneração simples - no qual a segunda estrela pode ser uma gigante vermelha ou mesmo uma estrela similar ao Sol, cuja massa é sugada pela anã branca. Esse processo aumenta continuamente a temperatura e a pressão no centro da anã branca, até atingir as condições de ignição da fusão do carbono, uma reação nuclear que ocasiona a gigantesca explosão.

Pulso ultravioleta

Esta foi a primeira vez que se coletaram dados diretos validando este segundo modelo. Isto pode ser explicado pelo fato de que supernovas são eventos muito raros e, para coletar dados que permitam inferir sua origem, é necessário estar olhando diretamente para elas quando elas acontecem.

A observação consistiu na captura de um pulso de radiação ultravioleta emitido pela supernova iPTF14atg que é compatível com a massa explosiva da anã branca chocando-se com uma estrela companheira, o que valida o modelo da degeneração simples. Observações anteriores de outras supernovas, como a SN2011fe, já haviam validado o modelo da dupla degeneração.

Agora, confirmando que as supernovas Ia não são todas iguais, os astrônomos terão que tentar verificar o percentual de cada tipo e se certificar de usar supernovas do mesmo tipo para tentar revalidar ou questionar as medições que deram origem ao modelo da energia escura.

Bibliografia:

A strong ultraviolet pulse from a newborn type Ia supernova
Yi Cao, S. R. Kulkarni, D. Andrew Howell, Avishay Gal-Yam, Mansi M. Kasliwal, Stefano Valenti, J. Johansson, R. Amanullah, A. Goobar, J. Sollerman, F. Taddia, Assaf Horesh, Ilan Sagiv, S. Bradley Cenko, Peter E. Nugent, Iair Arcavi, Jason Surace, P. R. Wozniak, Daniela I. Moody, Umaa D. Rebbapragada, Brian D. Bue, Neil Gehrels
Nature
Vol.: 521, 328-331
DOI: 10.1038/nature14440




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