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Recorrendo ao Telescópio Espacial James Webb da NASA, investigadores fizeram grandes progressos na confirmação da origem da poeira nas galáxias primitivas. As observações de duas supernovas de Tipo II, a Supernova 2004et (SN 2004et) e a Supernova 2017eaw (SN 2017eaw), revelaram grandes quantidades de poeira no material ejetado de cada um destes objetos. A massa encontrada pelos investigadores apoia a teoria de que as supernovas desempenharam um papel fundamental no fornecimento de poeira ao Universo primitivo.
A poeira é um bloco de construção para muitas coisas no nosso Universo – os planetas em particular. À medida que a poeira das estrelas moribundas se espalha pelo espaço, transporta elementos essenciais para ajudar a dar origem à próxima geração de estrelas e respetivos planetas. A origem dessa poeira tem intrigado os astrónomos durante décadas. Uma fonte significativa de poeira cósmica pode ser as supernovas – depois de uma estrela moribunda explodir, o gás remanescente expande-se e arrefece, criando poeira.
“Até agora, as evidências diretas deste fenómeno eram escassas, uma vez que as nossas capacidades só nos permitiram estudar a população de poeira numa supernova relativamente próxima – a Supernova 1987A, a 170.000 anos-luz da Terra”, disse a autora principal, Melissa Shahbandeh, da Universidade Johns Hopkins e do STScI (Space Telescope Science Institute), em Baltimore, no estado norte-americano de Maryland. “Quando o gás arrefece o suficiente para formar poeira, essa poeira só é detetável nos comprimentos de onda do infravermelho médio, desde que se tenha sensibilidade suficiente.”
Para supernovas mais distantes do que SN 1987A, como SN 2004et e SN 2017eaw, ambas na galáxia NGC 6946, a cerca de 22 milhões de anos-luz de distância, essa combinação de cobertura de comprimento de onda e sensibilidade requintada só pode ser obtida com o instrumento MIRI (Mid-Infrared Instrument) do Webb.
As observações do Webb são o primeiro avanço no estudo da produção de poeira a partir de supernovas desde a deteção de poeira recém-formada em SN 1987A com o telescópio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) há quase uma década.
Outro resultado particularmente intrigante do seu estudo não é apenas a deteção de poeira, mas a quantidade de poeira detetada nesta fase inicial da vida da supernova. Na supernova SN 2004et, os investigadores encontraram mais de 5000 massas terrestres de poeira.
“Quando se olha para o cálculo da quantidade de poeira que estamos a ver em SN 2004et, em especial, rivaliza com as medições em SN 1987A e tem apenas uma fração da idade”, acrescentou o líder do programa, Ori Fox, do STScI. “É a maior massa de poeira detetada em supernovas desde SN 1987A”.
Crédito: KPNO, NOIRLab da NSF, AURA, Alyssa Pagan (STSCI)
As observações mostraram aos astrónomos que as galáxias jovens e distantes estão cheias de poeira, mas estas galáxias não são suficientemente antigas para que estrelas de massa intermédia, como o Sol, tenham fornecido a poeira à medida que envelhecem. Estrelas mais massivas e de vida curta poderiam ter morrido suficientemente cedo e em número suficiente para criar tanta poeira.
Embora os astrónomos tenham confirmado que as supernovas produzem poeira, a questão que se coloca é saber qual a quantidade de poeira que consegue sobreviver aos choques internos que reverberam no rescaldo da explosão. Ver esta quantidade de poeira nesta fase da vida de SN 2004et e de SN 2017eaw sugere que a poeira pode sobreviver à onda de choque – evidência de que as supernovas são, afinal, importantes fábricas de poeira.
Os investigadores também notam que as estimativas atuais da massa podem ser a ponta do icebergue. Embora o Webb tenha permitido aos investigadores medir poeiras mais frias do que nunca, podem haver poeiras ainda mais frias não detetadas e que irradiam ainda mais longe no espetro eletromagnético e que permanecem obscurecidas pelas camadas mais externas de poeira.
Os investigadores sublinharam que as novas descobertas são apenas um indício das novas capacidades de investigação sobre as supernovas e a sua produção de poeira utilizando o Webb, e o que isso nos pode dizer sobre as estrelas de onde provêm.
“Há um entusiasmo crescente para compreender o que esta poeira também quer dizer sobre o núcleo da estrela que explodiu”, disse Fox. “Depois de olhar para estas descobertas em particular, penso que os nossos colegas investigadores vão pensar em formas inovadoras de trabalhar com estas supernovas poeirentas no futuro”.
SN 2004et e SN2017eaw são os primeiros de cinco alvos incluídos neste programa. As observações foram concluídas como parte do programa 2666 de Observações Gerais do Webb. O artigo científico foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society a 5 de julho.
// NASA (comunicado de imprensa)
// STScI (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)
// Artigo científico (arXiv.org)
Saiba mais:
Poeira cósmica:
Wikipedia
Supernova:
Wikipedia
Supernova do Tipo II (Wikipedia)
SN 2004et:
Transient Name Server
SN 2017eaw:
Transient Name Server
SN 1987A:
SEDS
Wikipedia
The Electric Universe
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