O Telescópio Espacial Hubble das agências NASA e ESA registrou a imagem pela primeira vez da explosão prevista de uma supernova. O reaparecimento da supernova Refsdal foi calculado a partir de diferentes modelos de aglomerados de galáxias, cuja imensa gravidade está entortando a luz da supernova.
Muitas estrelas terminam a sua vida com uma explosão, mas somente poucas dessas explosões estelares têm sido registradas no ato que acontecem. Quando isso acontece, é pura sorte, pelo menos até agora. No dia 11 de Dezembro de 2015, os astrônomos não somente fizeram a imagem de uma supernova em ação, como também observaram quando e onde ela estava prevista para acontecer.
A supernova, apelidada de Refsdal, foi registrada no aglomerado de galáxias, conhecido como MACS J1149.5+2223. Enquanto que a luz do aglomerado gasta cerca de cinco bilhões de anos para chegar até nós, a supernova explodiu muito tempo antes, a aproximadamente 10 bilhões de anos atrás.
A história da Refsdal começou em Novembro de 2014, quando os cientistas registraram quatro imagens separadas da supernova num raro arranjo conhecido como Cruz de Einstein, ao redor de uma galáxia dentro do MACS J1149.5+2223. A ilusão de óptica cósmica ocorreu devido ao fato da massa de uma única galáxia dentro do aglomerado estar entortando e ampliando a luz da distante explosão estelar, num processo conhecido como lente gravitacional.
“Enquanto estávamos estudando a supernova, nós percebemos que a galáxia onde ela explodiu já era conhecida como sendo uma galáxia que estava sendo afetada pelo efeito de lente gravitacional do aglomerado”, explica Steve Rodney, coautor do estudo, da Universidade da Carolina do Sul. “A galáxia que abriga a supernova aparece para nós no mínimo em três imagens distintas causadas deformação, gerada pela massa do aglomerado de galáxias”.
Essas múltiplas imagens da galáxia apresentaram uma oportunidade rara. Como a matéria no aglomerado, tanto a visível como a escura, está distribuída de forma desigual, a luz está criando cada uma das imagens que toma uma trajetória diferente com um comprimento diferente. Portanto as imagens da galáxia que abriga a supernova são visíveis em tempos diferentes.
Usando outras galáxias afetadas pela lente gravitacional dentro do aglomerado e combinando-as com a descoberta do evento da Cruz de Einstein em 2014, os astrônomos foram capazes de fazer previsões precisas para o reaparecimento da supernova. Seus cálculos também indicaram que a supernova apareceu uma vez antes numa terceira imagem da galáxia em 1998, um evento não observado por nenhum telescópio. Para fazer essas previsões os astrônomos usaram técnicas sofisticadas de modelagem.
“Nós usamos sete diferentes modelos de aglomerado para calcular quando e onde a supernova iria aparecer no futuro. Esse foi um grande esforço da comunidade para obter os dados de entrada necessários usando o Hubble, o VLT-MUSE, e o Keck para construir os modelos de lente gravitacional”, explica Tommaso Treu, principal autor do artigo de comparação da modelagem, da Universidade da Califórnia em Los Angeles. “De forma surpreendente, todos os sete modelos previram aproximadamente o mesmo momento para quando a nova imagem da estrela explodida apareceria”.
Desde o final de Outubro de 2015, o Hubble tem periodicamente espiado o MACS J1149.5+2223, na esperança de observar o único reaparecimento da distante explosão e provar que os modelos estão corretos. No dia 11 de Dezembro de 2015, a Refsdal, finalmente fez sua aparição.
“O Hubble tem mostrado o método científico moderno no seu melhor”, comentou Patrick Kelly, principal autor dos artigos sobre a descoberta e o reaparecimento da supernova e coautor do artigo de comparação das modelagens, da Universidade da Califórnia Berkeley. “Testar as previsões por meio das observações fornece um poderoso significado de melhorar o nosso entendimento sobre os cosmos”.
A detecção do reaparecimento da supernova Refsdal serviu como uma oportunidade única para os astrônomos testarem seus modelos de como a massa, especialmente a misteriosa matéria escura, está distribuída dentro desse aglomerado de galáxias. Os astrônomos estão agora ansiosos para ver outras surpresas que o programa Hubble Frontier Fields pode trazer à tona.
Fonte:
http://spacetelescope.org/news/heic1525/
