Crédito de imagem: Hubble
Os astrônomos estudaram a luz de 11 novas supernovas para ajudar a validar a evidência de que algum tipo de "energia escura" está acelerando o universo à parte. Medindo seu brilho relativo, eles podem calcular a distância das supernovas do Tipo Ia. Esses dados mais recentes foram coletados por uma equipe internacional de astrônomos que usavam telescópios terrestres para fornecer metas de acompanhamento para o Telescópio Espacial Hubble. Um novo satélite está planejado, chamado SuperNova / Acceleration Probe, que poderá descobrir milhares de supernovas e rastrear suas explosões com precisão.
Um conjunto único de 11 supernovas distantes do Tipo Ia estudadas com o Telescópio Espacial Hubble lança nova luz sobre a energia escura, de acordo com as descobertas mais recentes do Supernova Cosmology Project (SCP), publicado recentemente em http://www.arxiv.org/abs / astro-ph / 0309368 e logo aparecerá no Astrophysical Journal.
As curvas de luz e os espectros das 11 supernovas distantes constituem "um conjunto de dados surpreendentemente bonito, o maior conjunto coletado apenas do espaço", diz Saul Perlmutter, astrofísico do Lawrence Berkeley National Laboratory e líder do SCP. O SCP é uma colaboração internacional de pesquisadores dos Estados Unidos, Suécia, França, Reino Unido, Chile, Japão e Espanha.
As supernovas do tipo Ia estão entre as melhores "velas padrão" da astronomia, tão semelhantes que seu brilho fornece um indicador confiável de sua distância e tão brilhantes que ficam visíveis a bilhões de anos-luz de distância.
O novo estudo reforça a notável descoberta, anunciada pelo Supernova Cosmology Project no início de 1998, de que a expansão do universo está se acelerando devido a uma energia misteriosa que permeia todo o espaço. Essa descoberta foi baseada em dados de mais de três dúzias de supernovas tipo Ia, todas, exceto uma delas observada do solo. Um grupo concorrente, o High-Z Supernova Search Team, anunciou de forma independente resultados surpreendentemente consistentes, com base em 14 supernovas adicionais, também predominantemente observadas do solo.
Como o Telescópio Espacial Hubble (HST) não é afetado pela atmosfera, suas imagens de supernovas são muito mais nítidas e mais fortes e fornecem medições de brilho muito melhores do que as possíveis no solo. Robert A. Knop, professor assistente de física e astronomia da Universidade Vanderbilt em Nashville, Tennessee, liderou a análise de dados do Projeto de Cosmologia da Supernova das 11 supernovas estudadas com o HST e foi coautor do relatório Astrophysical Journal com os outros 47 membros do SCP.
"Os dados do HST também fornecem um forte teste de extinção da galáxia hospedeira", diz Knop, referindo-se às preocupações de que as medições do brilho real das supernovas possam ser jogadas pelo pó em galáxias distantes, que podem absorver e dispersar sua luz. Mas a poeira também tornaria a luz de uma supernova mais avermelhada, assim como nosso sol parece mais vermelho ao pôr do sol por causa da poeira na atmosfera. Como os dados do espaço não mostram avermelhamento anômalo com a distância, diz Knop, as supernovas “passam no teste com cores vivas”.
“Limitar essas incertezas é crucial para o uso de supernovas? ou quaisquer outras observações astronômicas? para explorar a natureza do universo ”, diz Ariel Goobar, membro do SCP e professor de astrofísica de partículas na Universidade de Estocolmo, na Suécia. O teste de extinção, diz Goobar, "elimina qualquer preocupação de que o pó comum da galáxia hospedeira possa ser uma fonte de viés para esses resultados cosmológicos em altos turnos de vermelho". (Consulte O que é a extinção Host-Galaxy?)
O termo para a misteriosa "gravidade repulsiva" que leva o universo a se expandir cada vez mais rápido é energia escura. Os novos dados são capazes de fornecer estimativas muito mais rigorosas da densidade relativa da matéria e energia escura no universo: sob suposições simples, 25% da composição do universo é matéria de todos os tipos e 75% é energia escura. Além disso, os novos dados fornecem uma medida mais precisa da "elasticidade" da energia escura, a pressão que ela aplica à expansão do universo por unidade de densidade.
Entre as inúmeras tentativas de explicar a natureza da energia escura, algumas são permitidas por essas novas medidas? incluindo a constante cosmológica originalmente proposta por Albert Einstein? mas outros são descartados, incluindo alguns dos modelos mais simples de teorias conhecidas como quintessência. (Veja O que é energia escura?)
As supernovas com alto desvio para o vermelho são a melhor ferramenta para medir as propriedades da energia escura? e, eventualmente, determinar o que é energia escura. Como demonstram os estudos de supernova com o HST, o melhor local para estudar supernovas com alto desvio para o vermelho é com um telescópio no espaço, não afetado pela atmosfera.
No entanto, "para fazer o melhor uso de um telescópio no espaço, é essencial fazer o melhor uso dos melhores telescópios no solo", diz Chris Lidman, membro do SCP do Observatório Europeu do Sul.
Para as supernovas do presente estudo, a equipe do SCP inventou uma estratégia pela qual o Telescópio Espacial Hubble poderia responder rapidamente às descobertas feitas a partir do solo, apesar da necessidade de agendar com antecedência o tempo de HST. Trabalhando juntos, o SCP e o Instituto de Ciências do Telescópio Espacial implementaram a estratégia com um efeito excelente.
O estudo atual, baseado em observações do HST de 11 supernovas, aponta o caminho para a próxima geração de pesquisas com supernovas: no futuro, o SuperNova / Acceleration Probe, ou satélite SNAP, descobrirá milhares de supernovas do tipo Ia e medirá seus espectros e suas a luz se curva desde os primeiros momentos, através do brilho máximo, até a luz desaparecer.
A Perlmutter da SCP agora lidera um grupo internacional de colaboradores com base no Berkeley Lab que estão desenvolvendo o SNAP com o apoio do Escritório de Ciência do Departamento de Energia dos EUA. Pode ser que o melhor candidato para uma teoria correta da energia escura seja identificado logo após o SNAP começar a operar. Um mundo de nova física será aberto como resultado.
“Novas restrições em ômega-m, ômega-lambda ew de um conjunto independente de onze supernovas de alto desvio para o vermelho observadas com o HST”, por Robert A. Knop e 47 outras pessoas (o projeto de cosmologia de supernova), aparecerão no Astrophysical Journal e está atualmente disponível online em http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0309368.
O Berkeley Lab é um laboratório nacional do Departamento de Energia dos EUA localizado em Berkeley, Califórnia. Conduz pesquisas científicas não classificadas e é gerenciado pela Universidade da Califórnia.
Fonte original: Berkeley News Release
