Supernovas podem reescrever a história do Universo

Nos próximos meses, o Observatório de Vera C. Rubin entrará em operação no Chile, prometendo revolucionar a astronomia detectando milhões de explosões de estrelas – eventos fundamentais para entender a energia escura, a força misteriosa que se acredita aumentar a expansão acelerada do universo .

Localizado em Cerro Pachón, o observatório iniciará sua missão de 10 anos chamada Space and Time Legacy Survey (LSST), coletando uma quantidade sem precedentes de dados sobre o cosmos. Entre suas principais descobertas estarão as supernovas da IA, explosões da estrela da anã branca que atuam como “faróis cósmicos” para medir distâncias no espaço.

Quais são os supernoves do tipo IA?

Os anãs brancas são os núcleos restantes das estrelas do tipo sol depois de consumir todo o seu combustível nuclear. Geralmente eles permanecem estáveis, mas em alguns casos podem explodir em supernoves.

Isso acontece quando uma anã branca faz parte de um sistema binário – ou seja, quando orbita junto com outra estrela. Se ela começar a roubar a história de seu companheiro, poderá atingir um limite crítico de massa, conhecido como limite de Chandrasekhar. Como excede esse ponto, a estrela entra em colapso e explode, liberando uma quantidade padrão de luz.

Essa regularidade faz do tipo Supernovaes uma ferramenta valiosa para medir distâncias cósmicas. Como os astrônomos sabem exatamente quanta luz eles emitem, eles podem calcular a distância à qual esses objetos são baseados no brilho observado. Este método é essencial para entender a expansão do universo.

Observatório de Vera C. Rubin: um novo olhar para o universo

Observar essas supernoves não é simples. Eles aparecem sem aviso prévio, brilham intensamente por algumas semanas e depois desaparecem. Os telescópios atuais capturam esses eventos esporadicamente, dificultando a análise detalhada.

O Observatório Rubin mudará esse cenário monitorando continuamente o céu do hemisfério sul por uma década. Seu objetivo será registrar variações no brilho dos objetos espaciais, identificando supernovas no início de suas explosões. Isso permitirá que os cientistas sigam sua evolução e estudem como esses fenômenos influenciam o universo.

Com esse enorme volume de dados, os cientistas poderão criar um modelo mais preciso da influência da energia escura na expansão cósmica.

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Supernovas ajudam a estudar energia escura

Em 1998, os cientistas analisaram Supernoves de IA para medir a taxa de expansão do universo. O que eles descobriram foi surpreendente: em vez de diminuir, como esperado devido à gravidade, a expansão estava se acelerando.

Essa descoberta levou à idéia de energia escura, que hoje estima -se para representar cerca de 68% do conteúdo total do universo. No entanto, sua natureza ainda é um mistério.

Pesquisas sugerem que a energia escura só começou a influenciar significativamente a expansão do universo quando passava entre nove e 10 bilhões de anos. Antes disso, a matéria dominava o cosmos e, anteriormente, a energia do Big Bang era a força principal.

O modelo mais aceito hoje, chamado Lambda de matéria fria escura (λcdm), propõe que a energia escura tem uma força constante. Mas dados recentes do instrumento espectroscópico de energia escura (DESI) indicam que essa força pode variar com o tempo. Se isso for confirmado, os astrônomos precisarão reformular suas teorias sobre a evolução do universo.

O Observatório Rubin permitirá que os cientistas estudem essas supernoves a várias distâncias, cobrindo um período mais amplo de história cósmica. Dessa forma, será possível verificar se a energia escura realmente se comporta constantemente ou muda com o tempo.

Em um comunicaçãoOs anais astronomais Möller, um membro da equipe do LSST, compara essa investigação a um elástico que está sendo esticado. “Se a energia escura não for constante, será como puxar o elástico de maneiras diferentes em momentos diferentes”.

Nos anos seguintes, espera -se que Rubin forneça uma resposta definitiva a essa pergunta, ajudando a determinar se a energia escura é uma força fixa ou mutável no universo.

Um tsunami de dados para a ciência

O Observatório de Vera C. Rubin será um dos telescópios mais produtivos da história. Espera -se que gerencie até 10 milhões de alertas diários sobre eventos astronômicos, produzindo cerca de 20 terabytes de dados por noite.

Esse enorme volume de informações exigirá novas ferramentas de análise. Os cientistas já estão trabalhando no desenvolvimento de sistemas de inteligência artificial para processar e identificar padrões nesses dados.

Entre os fenômenos que Rubin observará, além das supernovas do tipo IA, serão eventos raros, como estrelas variáveis, kilonovas (colisões de estrelas de nêutrons) e outros objetos instáveis ​​de brilho.

Segundo Möller, Rubin marca uma mudança de paradigma na astronomia. “Não podemos mais fazer ciência da maneira antiga. Precisamos desenvolver métodos inovadores para lidar com essa nova era de descobertas. ”