Webb identifica a supernova mais antiga até à data e mostra a galáxia que a acolhe

O Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA confirmou a origem de um clarão de luz conhecido como uma explosão de raios gama, gerado pela destruição de uma estrela massiva quando o Universo tinha apenas 730 milhões de anos. Pela primeira vez, para um evento tão remoto, o telescópio permitiu a deteção da galáxia hospedeira da supernova. As observações rápidas do Webb confirmaram os dados obtidos por telescópios de todo o mundo que tinham estado a seguir a explosão de raios gama desde o seu início, que ocorreu em meados de março.

Com esta observação, o Webb também bateu o seu próprio recorde: a anterior supernova “vencedora” existiu numa época em que o Universo tinha 1,8 mil milhões de anos.

“Apenas o Webb pôde mostrar diretamente que esta luz é de uma supernova – uma estrela massiva em colapso”, disse Andrew Levan, o autor principal de um dos dois novos artigos científicos publicados na revista Astronomy & Astrophysics Letters e professor na Universidade Radboud em Nijmegen, Países Baixos, e na Universidade de Warwick, no Reino Unido. “Esta observação também demonstra que podemos usar o Webb para encontrar estrelas individuais quando o Universo tinha apenas 5% da sua idade atual”.

Ao passo que uma explosão de raios gama dura tipicamente entre segundos e minutos, uma supernova aumenta rapidamente de brilho ao longo de várias semanas antes de desvanecer lentamente. Em contraste, esta supernova brilhou durante meses. Uma vez que explodiu tão cedo na história do Universo, a sua luz foi esticada enquanto o cosmos se expandia ao longo de milhares de milhões de anos. À medida que a luz é esticada, também é esticado o tempo que os eventos demoram a desenrolar-se. As observações do Webb foram intencionalmente efetuadas três meses e meio após o fim da explosão de raios gama, uma vez que se esperava que a supernova subjacente fosse mais brilhante nessa altura.

“O Webb proporcionou o rápido e sensível acompanhamento de que precisávamos”, disse Benjamin Schneider, coautor e investigador pós-doc no Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, em França.

As explosões de raios gama são incrivelmente raras. As que duram alguns segundos podem ser causadas pela colisão de duas estrelas de neutrões ou de uma estrela de neutrões e um buraco negro. Explosões mais longas como esta, que durou cerca de 10 segundos, estão frequentemente ligadas à morte explosiva de estrelas massivas.

Investigação imediata e célere da fonte

O primeiro alerta soou a 14 de março de 2025. A notícia da explosão de raios gama de uma fonte muito distante veio da missão SVOM (Space-based multi-band astronomical Variable Objects Monitor), um telescópio franco-chinês lançado em 2024 e concebido para detetar eventos transientes.

No espaço de uma hora e meia, o Observatório Neil Gehrels Swift, da NASA, localizou a fonte de raios X no céu. Isso permitiu observações subsequentes que determinaram a distância para o Webb. Onze horas mais tarde, o NOT (Nordic Optical Telescope), nas Ilhas Canárias, Espanha, revelou um brilho remanescente infravermelho da explosão de raios gama, uma indicação de que os raios gama poderiam estar associados a um objeto muito distante. Quatro horas mais tarde, o VLT (Very Large Telescope) do ESO, no Chile, estimou que o objeto existia 730 milhões de anos após o Big Bang.

“Nos últimos 50 anos, apenas algumas explosões de raios gama foram detetadas nos primeiros mil milhões de anos do Universo”, disse Levan. “Este evento em particular é muito raro e muito excitante”.

Incrivelmente semelhante a supernovas próximas

Uma vez que esta é a supernova mais antiga e mais distante detetada até à data, os investigadores compararam-na com o que conhecem em grande detalhe – supernovas modernas e próximas. As duas revelaram-se muito semelhantes, o que os surpreendeu.

Porquê? Ainda pouco se sabe sobre os primeiros mil milhões de anos do Universo. É provável que as primeiras estrelas contivessem menos elementos pesados, fossem mais massivas e tivessem vidas mais curtas. Também existiram durante a Época da Reionização, quando o gás entre as galáxias era em grande parte opaco à luz altamente energética.

“Começámos com a mente aberta”, disse Nial Tanvir, coautor e professor na Universidade de Leicester, no Reino Unido. “E eis que o Webb mostrou que esta supernova se parece exatamente com as supernovas modernas”. Antes de os investigadores poderem determinar por que razão uma supernova tão antiga é semelhante às supernovas mais próximas, são necessários mais dados para identificar pequenas diferenças.

Primeiro olhar sobre a galáxia hospedeira da supernova

“As observações do Webb indicam que esta galáxia distante é semelhante a outras galáxias que existiram na mesma altura”, disse Emeric Le Floc’h, coautor e astrónomo do CEA Paris-Saclay (Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives) em França. Uma vez que a luz da galáxia está misturada em poucos pixéis, fazendo com que a galáxia pareça uma mancha avermelhada, o que podemos aprender sobre ela é ainda limitado. O mero facto de a conseguirmos observar é, em si, um avanço.

Os investigadores já têm planos para voltar a incluir o Webb no esforço internacional para aprender mais sobre as explosões de raios gama emitidas por objetos no Universo primitivo. A equipa foi aprovada para observar eventos com o Webb e tem agora um novo objetivo: aprender mais sobre galáxias no Universo distante, captando o brilho remanescente das próprias explosões de raios gama. “Esse brilho ajudará o Webb a ver mais e dar-nos-á uma ‘impressão digital’ da galáxia”, disse Levan.

// ESA/Webb (comunicado de imprensa)
// ESA (comunicado de imprensa)
// NASA (comunicado de imprensa)
// Artigo científico #1 (Astronomy & Astrophysics Letters)
// Artigo científico #2 (Astronomy & Astrophysics Letters)

Saiba mais:

Supernova:
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Supernova do Tipo Ic (Wikipedia)

Explosão de raios gama (ou GRB, sigla inglesa para “gamma-ray burst”):
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JWST (Telescópio Espacial James Webb):
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STScI
STScI (website para o público)
ESA
ESA/Webb
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Blog do JWST (NASA)
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NIRCam (NASA)
MIRI (NASA)
NIRSpec (NASA)

SVOM (Space-based multi-band astronomical Variable Objects Monitor):
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Observatório Neil Gehrels Swift:
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NOT (Nordic Optical Telescope):
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VLT (Very Large Telescope):
ESO
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