Uma equipa de astrónomos, liderada por Mathew Smith, da Universidade de Southampton, descobriu a supernova mais antiga alguma vez detectada. A luz da explosão demorou cerca de 10.5 mil milhões de anos a atingir a Terra ou, por outras palavras, o evento ocorreu quando o Universo tinha uma idade de apenas 3.2 mil milhões de anos (actualmente tem 13.7 mil milhões). Designada por DES16C2nm, a supernova foi descoberta em imagens obtidas com a Dark Energy Camera, a maior do mundo, ao serviço do Dark Energy Survey (DES), um projecto que envolve mais de 400 cientistas de 25 instituições e que tem como principal objectivo mapear e estudar centenas de milhões de galáxias para melhor compreender a natureza da energia negra, uma componente misteriosa do Universo descoberta em 1998.
A descoberta da supernova DES16C2nm. Note-se que a galáxia onde a supernova explodiu não é visível.
Crédito: M. Smith et al. e DES
A DES16C2nm foi inicialmente detectada em imagens obtidas em Agosto de 2016. Observações subsequentes com alguns dos maiores telescópios do mundo (Gemini, Magellan, VLT, Keck) e com o telescópio espacial Hubble permitiram estudar o seu espectro e a sua curva de luz, e determinar a sua distância. Os dados recolhidos mostram que a DES16C2nm é uma supernova de um tipo raro — pelo menos no Universo actual — designado por Super Luminous Supernova (SLSN). São as supernovas mais luminosas conhecidas e os astrónomos sabem que resultam do colapso gravitacional do núcleo de estrelas muito maciças. O que não se sabe ao certo é o porquê da sua luminosidade extraordinária — a DES16C2nm, por exemplo, atingiu um pico de magnitude de -22, correspondendo a uma luminosidade 4 vezes superior à da Via Láctea inteira! Os modelos que melhor explicam as observações sugerem que a explosão inicial recebe energia extra de material em camadas adjacentes ao núcleo que cai na superfície de uma estrela de neutrões recém-formada com um campo magnético poderosíssimo — um magnetar. Há várias evidências que suportam este cenário, mas o caso está longe de estar fechado.
A curva de luz da DES16C2nm em diferentes regiões do espectro electromagnético.
Crédito: M. Smith et al.
A descoberta destas supernovas tão antigas é importante por várias razões. A DES16C2nm, por exemplo, ocorreu nos “verdes anos” do Universo, numa época em que a formação estelar estava no seu auge. Existem indícios fortes de que a distribuição de massas das estrelas formadas nessa altura era substancialmente diferente da actual — as estrelas mais maciças deveriam ser bem mais numerosas devido à relativa deficiência de elementos pesados no gás interestelar. A descoberta de mais supernovas antigas deste tipo, que têm origem precisamente em estrelas muito maciças, permitirá aos astrónomos reconstruir, pelo menos parcialmente, essa distribuição. Isto, por sua vez, é importante para compreender a evolução química do Universo, de onde vêm os elementos que hoje observamos, pois é principalmente no interior das estrelas mais maciças que eles são forjados. Por outro lado, se este tipo de supernova foi mais comum quando o Universo era jovem, os astrónomos poderão em poucos anos observar uma amostra significativa destes objectos — raros no Universo actual — que lhes permitirá quiçá compreender os processos físicos que estão na sua origem.
O ritmo de formação de estrelas no Universo desde do Big-Bang até à actualidade. O Universo estava no auge da sua fertilidade quando a estrela progenitora da DES16C2nm explodiu.
Crédito: Kenneth Duncan / CANDELS / Sky&Telescope
Referência: M. Smith et al.. Studying the Ultraviolet Spectrum of the First Spectroscopically Confirmed Supernova at Redshift Two. The Astrophysical Journal, 2018; 854 (1): 37 (pre-print no arxiv.org)
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