Como estrelas surgiram? A supernova mais distante já encontrada pode nos dar a resposta
O telescópio James Webb registrou a supernova mais distante já observada que pode responder perguntas sobre as primeiras estrelas
Durante os primeiros milhões de anos do Universo, não havia nenhuma estrutura formada mas ao fim de uma era chamada Era das Trevas, as primeiras estrelas surgiram. Essas primeiras estrelas são consideradas de uma população chamada População III. A característica de estrelas dessa população é que eram formadas apenas de hidrogênio e hélio.
Por causa da composição dessas estrelas, elas eram mais quentes e maiores vivendo apenas alguns milhões de anos. Até hoje, nenhuma estrela da População III foi observada e há um esforço de astrônomos ao redor do mundo para encontrar essas estrelas. Um dos exemplos é o James Webb Space Telescope que foi lançado com a missão de observar as primeiras estrelas.
Um grupo de astrônomos utilizaram dados do James Webb para encontrar a supernova mais distante já registrada. A supernova aconteceu quando o Universo tinha cerca de 2 bilhões de anos. O interesse por esse tipo de supernova observada é que pode dar uma informação sobre a taxa de expansão do Universo na época.
Supernovas
Existem dois tipos principais de supernovas no Universo que são chamadas de tipo I e tipo II. Os dois tipos são relacionados com processos estelares envolvendo as fases finais da vida de uma estrela. O tipo I está associado com sistemas binários onde uma das componentes é uma anã branca. Já o tipo II acontece quando uma estrela massiva chega ao final da sua vida e um colapso acontece.
Esses eventos são importantes por diferentes motivos sendo um deles a distribuição e criação de elementos mais pesados como o ouro. Quando uma supernova acontece o choque de material que se propaga pelo espaço espalha elementos químicos. Vários dos elementos que encontramos na Terra e que são essenciais à vida, tipo o ferro, são formados e espalhados por supernovas.
Medir expansão do Universo
Outro motivo pelo qual as supernovas são de interesse astronômico é que as supernovas do tipo Ia são uma forma de medir a taxa de expansão do Universo. Elas são chamadas de velas cósmicas porque funcionam como um tipo de marcador para medir a expansão. Isso acontece porque a radiação eletromagnética emitida por supernovas do tipo Ia é uniforme e não tem muita variação.
Sabendo que a radiação eletromagnética é constante para diferentes supernovas do tipo Ia, ao medir o brilho aparente no céu é possível calcular a distância que ela se encontra. Ao calcular a taxa de expansão para supernovas distantes, os astrônomos perceberam que elas pareciam mais fracas do que o esperado. Isso condizia com as previsões para uma expansão acelerada do Universo e era possível estimar a taxa dessa expansão.
A primeira luz
Para compreender o Universo e fazer estimativas como a da taxa de expansão é necessário olhar o passado. Quanto mais distante olhamos no Universo, mais para o passado estamos olhando devido à velocidade finita da luz. Isso nos ajuda a estudar como as estruturas do Universo se formaram e evoluíram como, por exemplo, as galáxias e as estrelas.
Para compreender como as primeiras galáxias e estrelas surgiram é necessário observar o Universo jovem. A ideia é que as primeiras estruturas se formaram ao final de uma época chamada Era das Trevas quando o Universo tinha cerca de 300 ou 400 milhões de anos. Para observar essa época é necessário o uso de telescópios de infravermelho.
James Webb Space Telescope
Quando a luz que foi emitida em um período remoto do Universo chega até nós, ela foi esticada e sendo jogada para comprimentos maiores. Esse efeito é conhecido como redshift ou desvio para o vermelho. Dessa forma, telescópios que sejam sensíveis ao infravermelho são necessários para conseguir observações de quando o Universo era jovem e quando as primeiras estruturas estavam sendo formadas.
Um desses telescópios é James Webb Space Telescope que foi lançado em dezembro de 2021. O telescópio foi construído com o objetivo de observar as primeiras galáxias se formando e oferecer respostas para perguntas em aberto. Além disso, o telescópio ajuda na busca por estrelas da população do tipo III que seriam as primeiras estrelas do Universo.
Descoberta
Usando dados do James Webb, um grupo de astrônomos americanos encontrou evidências de supernovas do tipo Ia distantes. Uma dessas supernovas quebrou o recorde de supernova mais distante já registrada. Ela teria acontecido quando o Universo tinha cerca de 2 bilhões de anos apenas sendo um resquício das primeiras estrelas que foram formadas.
O próximo passo, segundo os astrônomos, é usar essas observações para estimar a quantidade de metal presente. A concentração de metal é importante para entender que tipo de estrelas estavam envolvidas na supernova. Além disso, é importante para tentar decifrar se a anã branca poderia pertence à população III quando estava na sequência principal.
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