INVESTIGAÇÃO REFORÇA PAPEL DAS SUPERNOVAS NO ESTUDO DO UNIVERSO
6 de janeiro de 2017
Uma nova investigação confirma o papel da supernovas do Tipo Ia, como G299 na imagem acima, na medição da expansão do Universo.
Crédito: NASA
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Quanto da história do Universo podemos saber com a ajuda de uma supernova?
Uma nova investigação por cosmólogos da Universidade de Chicago e da Universidade Estatal de Wayne confirma a precisão das supernovas do Tipo Ia na medição do ritmo no qual o Universo se expande. Os resultados suportam uma teoria extensamente aceite de que a expansão do Universo está a acelerar e tal aceleração é atribuível a uma força misteriosa conhecida como energia escura. As descobertas vão contra manchetes recentes de que as supernovas do Tipo Ia não são de confiança na medição da expansão do Universo.
A utilização da luz da explosão de uma estrela, tão brilhante quanto galáxias inteiras, para determinar distâncias cósmicas, levou ao Prémio Nobel da Física em 2011. O método baseia-se no pressuposto que, tal como lâmpadas de uma potência conhecida, todas as supernovas do Tipo Ia têm quase o mesmo brilho máximo quando explodem. Esta consistência permite com que sejam usadas como "velas padrão" para medir os céus. Quanto mais fraca a luz, mais distante está a estrela. Mas o método tem sido posto em causa nos últimos anos por causa das descobertas de que a luz emitida pelas supernovas do Tipo Ia parecem mais inconsistentes do que o esperado.
"Os dados que examinámos combatem, de facto, essas reivindicações da morte das supernovas do Tipo Ia como uma ferramenta para medir o Universo," afirma Daniel Scolnic, pós-doutorado do Instituto Kavli para Física Cosmológica da Universidade de Chicago e coautor de uma nova investigação publicada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. "Nós não devemos ser persuadidos por estas outras reivindicações apenas porque atraíram muita atenção, embora seja importante continuar a questionar e a reforçar as nossas suposições fundamentais."
Uma das últimas críticas às supernovas do Tipo Ia como ferramenta de medição concluiu que o brilho dessas supernovas parece estar em duas subclasses diferentes, o que poderia levar a problemas ao tentar medir distâncias. Na nova pesquisa, liderada por David Cinabro, professor de Wayne, Scolnic, Rick Kessler, investigador do Instituto Kavli, e outros, não encontraram evidências de duas subclasses de supernovas do Tipo Ia nos dados examinados do SDSS (Sloan Digital Sky Survey) - SSSLS (Supernovae Search and Supernova Legacy Survey). Os artigos recentes que desafiam a eficácia das supernovas do Tipo Ia para a medição usaram conjuntos diferentes de dados.
Uma segunda crítica centrou-se na forma como as supernovas do Tipo Ia são analisadas. Quando os cientistas descobriram que as supernovas do Tipo Ia eram mais fracas do que o esperado, concluíram que o Universo estava a expandir-se a um ritmo acelerado. Essa aceleração é explicada através da energia escura, que os cientistas estimam compor cerca de 70% do Universo. A força enigmática puxa a matéria, impedindo a gravidade de retardar a expansão do Universo.
No entanto, uma substância que perfaz 70% do Universo, mas permanece desconhecida, é frustrante para os cosmólogos. O resultado foi uma reavaliação das ferramentas matemáticas usadas para analisar supernovas que ganhou atenção em 2015, argumentando que as supernovas do Tipo Ia nem sequer mostram que a energia escura existe.
Scolnic e o colega Adam Riess, que ganharam em 2011 o Prémio Nobel pela descoberta da aceleração da expansão do Universo, escreveram um artigo na edição de 26 de outubro de 2016 da revista Scientific American, refutando as alegações. Eles mostraram que, mesmo que as ferramentas matemáticas usadas para analisar as supernovas do Tipo Ia tivessem sido usadas "incorretamente", ainda há uma probabilidade de 99,7% do Universo estar a acelerar.
As novas descobertas são tranquilizadoras para os cientistas que usam as supernovas do Tipo Ia para obter uma compreensão cada vez mais precisa da energia escura, comenta Joshua A. Frieman, membro do Laboratório do Acelerador Nacional Fermi, que não esteve envolvido no estudo.
"O impacto deste trabalho será o de reforçar a nossa confiança na utilização das supernovas do Tipo Ia como sondas cosmológicas," acrescenta.
