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A imagem mostra a galáxia Arp 148, capturada pelos telescópios Spitzer e Hubble da NASA. Dados do Spitzer especialmente processados são mostrados dentro do círculo branco, revelando luz infravermelha de uma supernova escondida pela poeira. Esta é uma supernova oculta cinco documentada pela primeira vez em um artigo recente.
Créditos: NASA / JPL-Caltech
Estrelas em explosão geram espetáculos de luz dramáticos. Telescópios infravermelhos como o Spitzer podem ver através da névoa e dar uma ideia melhor de quantas vezes essas explosões ocorrem.
Você pensaria que as supernovas - as agonias de estrelas massivas e uma das mais brilhantes e poderosas explosões do Universo - seriam difíceis de perder. No entanto, o número dessas explosões observadas nas partes distantes do Universo está muito aquém das previsões dos astrofísicos.
Um novo estudo usando dados do telescópio espacial Spitzer recentemente aposentado da NASA relata a detecção de cinco supernovas que, passando despercebidas na luz óptica, nunca foram vistas antes. O Spitzer viu o universo em luz infravermelha, que atravessa nuvens de poeira que bloqueiam a luz óptica - o tipo de luz que nossos olhos veem e que supernovas não obscurecidas irradiam com mais intensidade.
Para procurar supernovas escondidas, os pesquisadores analisaram as observações do Spitzer de 40 galáxias empoeiradas. (No espaço, a poeira se refere a partículas semelhantes a grãos com consistência semelhante à fumaça.) Com base no número encontrado nessas galáxias, o estudo confirma que as supernovas realmente ocorrem com a frequência esperada pelos cientistas. Essa expectativa é baseada na compreensão atual dos cientistas de como as estrelas evoluem. Estudos como esse são necessários para melhorar essa compreensão, seja reforçando ou desafiando certos aspectos dela.
"Esses resultados com o Spitzer mostram que as pesquisas ópticas nas quais confiamos há muito tempo para detectar supernovas perdem até metade das explosões estelares que acontecem no Universo", disse Ori Fox, cientista do Space Telescope Science Institute em Baltimore, Maryland, e principal autor do novo estudo, publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. “É uma boa notícia que o número de supernovas que estamos vendo com o Spitzer seja estatisticamente consistente com as previsões teóricas”.
A “discrepância de supernovas” - isto é, a inconsistência entre o número de supernovas previstas e o número observado por telescópios ópticos - não é um problema no Universo próximo. Lá, as galáxias diminuíram o ritmo de formação de estrelas e geralmente são menos empoeiradas. Em 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. Essa poeira absorve e espalha a luz óptica e ultravioleta, impedindo-a de alcançar os telescópios. Portanto, os pesquisadores há muito raciocinam que as supernovas perdidas devem existir e são simplesmente invisíveis.
“Como o Universo local se acalmou um pouco desde seus primeiros anos de formação de estrelas, vemos o número esperado de supernovas com buscas ópticas típicas”, disse Fox. “A porcentagem de detecção de supernova observada diminui, no entanto, conforme você se afasta e volta às épocas cósmicas, onde galáxias mais empoeiradas dominavam”.
Detectar supernovas a essas distâncias pode ser um desafio. Para realizar uma busca por supernovas envoltas em reinos galácticos mais sombrios, mas a distâncias menos extremas, a equipe de Fox selecionou um conjunto local de 40 galáxias sufocadas por poeira, conhecidas como galáxias infravermelhas luminosas e ultraluminosas (LIRGs e ULIRGs, respectivamente). A poeira em LIRGs e ULIRGs absorve luz óptica de objetos como supernovas, mas permite que a luz infravermelha desses mesmos objetos passe sem obstrução para telescópios como o Spitzer para detectar.
O palpite dos pesquisadores se mostrou correto quando as cinco supernovas nunca antes vistas chegaram à luz (infravermelha). “É uma prova do potencial de descoberta de Spitzer que o telescópio foi capaz de captar o sinal de supernovas escondidas dessas galáxias empoeiradas”, disse Fox.
“Foi especialmente divertido para vários de nossos alunos de graduação contribuir de forma significativa para essa pesquisa empolgante”, acrescentou o co-autor do estudo Alex Filippenko, professor de astronomia da Universidade da Califórnia, Berkeley. “Eles ajudaram a responder à pergunta: 'Para onde foram todas as supernovas?'”
Os tipos de supernovas detectados pelo Spitzer são conhecidos como “supernovas de colapso do núcleo”, envolvendo estrelas gigantes com pelo menos oito vezes a massa do Sol. À medida que envelhecem e seus núcleos se enchem de ferro, as grandes estrelas não conseguem mais produzir energia suficiente para suportar sua própria gravidade e seus núcleos entram em colapso 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 se recuperando de seus núcleos ultradensos, explodindo em pedacinhos e espalhando esses elementos por todo o espaço. As supernovas produzem elementos “pesados”, como a maioria dos metais. Esses elementos são necessários para a construção de planetas rochosos, como a Terra, e também de seres biológicos. No geral, as taxas de supernova servem como uma verificação importante nos modelos de formação de estrelas e na criação de elementos pesados no Universo.
“Se você souber quantas estrelas estão se formando, poderá prever quantas estrelas explodirão”, disse Fox. “Ou, vice-versa, se você souber quantas estrelas estão explodindo, pode prever quantas estrelas estão se formando. Compreender essa relação é fundamental para muitas áreas de estudo em astrofísica”.
Telescópios de próxima geração, incluindo o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA e o Telescópio Espacial James Webb , detectarão luz infravermelha, como o Spitzer.
“Nosso estudo mostrou que os modelos de formação de estrelas são mais consistentes com as taxas de supernovas do que se pensava”, disse Fox. “E ao revelar essas supernovas ocultas, Spitzer preparou o terreno para novos tipos de descobertas com os telescópios espaciais Webb e Romano”.
Mais sobre a missão
O Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia conduziu as operações da missão e gerenciou a missão do Telescópio Espacial Spitzer para o Diretório de Missões Científicas da agência em Washington. As operações científicas foram conduzidas no Spitzer Science Center em Caltech em Pasadena. As operações da espaçonave foram baseadas no Lockheed Martin Space em Littleton, Colorado. Os dados são arquivados no Infrared Science Archive alojado no IPAC em Caltech. O Caltech gerencia o JPL para a NASA.
Mais informações sobre o Spitzer estão disponíveis em:
https://www.nasa.gov/mission_pages/spitzer/main
Fonte: NASA / Editor: Tony Greicius / 05-08-2021
https://www.nasa.gov/feature/jpl/stars-are-exploding-in-dusty-galaxies-we-just-can-t-always-see-them
Obrigado
pela sua visita e volte sempre!
Hélio R.M.Cabral
(Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica,
Astrobiologia e Climatologia). Participou do curso (EAD) de Astrofísica,
concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Acompanha e divulga os
conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration),
ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA. A
partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como
astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
Page: http://pesqciencias.blogspot.com.br
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