{"id":4134,"date":"2021-05-11T05:26:00","date_gmt":"2021-05-11T05:26:00","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=4134"},"modified":"2021-05-11T05:26:24","modified_gmt":"2021-05-11T05:26:24","slug":"supernovas-gemeas-abrem-novas-possibilidades-para-cosmologia-de-precisao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2021\/05\/11\/supernovas-gemeas-abrem-novas-possibilidades-para-cosmologia-de-precisao\/","title":{"rendered":"Supernovas &#8220;g\u00e9meas&#8221; abrem novas possibilidades para cosmologia de precis\u00e3o"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Os cosm\u00f3logos descobriram uma maneira de duplicar a precis\u00e3o da medi\u00e7\u00e3o de dist\u00e2ncias at\u00e9 explos\u00f5es de supernova &#8211; uma das suas ferramentas testadas e comprovadas para o estudo da misteriosa energia escura que est\u00e1 a fazer com que o nosso Universo se expanda cada vez mais depressa. Os resultados da colabora\u00e7\u00e3o SNfactory (Nearby Supernova Factory), liderada por Greg Aldering do Laborat\u00f3rio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) do Departamento de Energia dos EUA, permitir\u00e3o aos cientistas estudar a energia escura com precis\u00e3o e exatid\u00e3o bastante aprimoradas e fornecer uma verifica\u00e7\u00e3o cruzada poderosa da t\u00e9cnica atrav\u00e9s de vastas dist\u00e2ncias e do tempo. As descobertas tamb\u00e9m ser\u00e3o fundamentais para as pr\u00f3ximas experi\u00eancias cosmol\u00f3gicas que v\u00e3o usar novos telesc\u00f3pios terrestres e espaciais para testar explica\u00e7\u00f5es alternativas da energia escura.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><a href=\"https:\/\/i.postimg.cc\/Ssz6yXc0\/Screen-Shot-2021-05-06-at-9-15-02-AM-628x293.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"628\" height=\"293\" src=\"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/Screen-Shot-2021-05-06-at-9-15-02-AM-628x293-1.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-4135\" srcset=\"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/Screen-Shot-2021-05-06-at-9-15-02-AM-628x293-1.png 628w, https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/Screen-Shot-2021-05-06-at-9-15-02-AM-628x293-1-300x140.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 628px) 100vw, 628px\" \/><\/a><figcaption>A figura no canto superior esquerdo mostra o espectro &#8211; brilho vs. comprimento de onda &#8211; de duas supernovas. Uma est\u00e1 perto e a outra muito distante. Para medir a energia escura, os cientistas precisam de medir a dist\u00e2ncia entre as duas com muita precis\u00e3o, mas como \u00e9 que sabem que s\u00e3o iguais? A figura em baixo \u00e0 direita compara o espectro &#8211; mostrando que s\u00e3o, de facto, &#8220;g\u00e9meas&#8221;. Isto significa que as suas dist\u00e2ncias relativas podem ser medidas com uma precis\u00e3o de 3%. O ponto brilhante no centro superior \u00e9 uma imagem, obtida pelo Hubble, da supernova 1994D (SN1994D) na gal\u00e1xia NGC 4526.<br>Cr\u00e9dito: figura &#8211; Zosia Rostomian\/Berkeley Lab; fotografia &#8211; NASA\/ESA<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Estas descobertas s\u00e3o relatadas em dois artigos publicados na revista The Astrophysical Journal, com Kyle Boone como autor principal. Atualmente p\u00f3s-doutorado na Universidade de Washington, Boone \u00e9 um ex-aluno do laureado com o Pr\u00e9mio Nobel Saul Perlmutter, cientista s\u00e9nior do Berkeley Lab e professor da Universidade da Calif\u00f3rnia em Berkeley, que liderou uma das equipas que originalmente descobriu a energia escura. Perlmutter \u00e9 tamb\u00e9m coautor de ambos os estudos.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">As supernovas foram usadas em 1998 para fazer a surpreendente descoberta de que a expans\u00e3o do Universo est\u00e1 a acelerar, ao inv\u00e9s de desacelerar como era esperado. Esta acelera\u00e7\u00e3o &#8211; atribu\u00edda \u00e0 energia escura que comp\u00f5e dois-ter\u00e7os de toda a energia no Universo &#8211; foi desde ent\u00e3o confirmada por uma variedade de t\u00e9cnicas independentes, bem como por estudos mais detalhados de supernovas.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">A descoberta da energia escura dependeu da utiliza\u00e7\u00e3o de uma classe espec\u00edfica de supernovas, as do Tipo Ia. Estas supernovas explodem sempre com quase o mesmo brilho m\u00e1ximo intr\u00ednseco. Dado que o brilho m\u00e1ximo observado da supernova \u00e9 usado para inferir a sua dist\u00e2ncia, as pequenas varia\u00e7\u00f5es restantes no brilho m\u00e1ximo intr\u00ednseco limitaram a precis\u00e3o com a qual a energia escura podia ser testada. Apesar de 20 anos de melhorias por muitos grupos, os estudos da energia escura por meio de supernovas at\u00e9 agora permaneceram limitados por estas varia\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Quadruplicando o n\u00famero de supernovas<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Os novos resultados anunciados pela colabora\u00e7\u00e3o SNfactory v\u00eam de um estudo de v\u00e1rios anos dedicado inteiramente a aumentar a precis\u00e3o das medi\u00e7\u00f5es cosmol\u00f3gicas feitas com supernovas. A medi\u00e7\u00e3o da energia escura requer compara\u00e7\u00f5es dos brilhos m\u00e1ximos de supernovas distantes a milhares de milh\u00f5es de anos-luz de dist\u00e2ncia com os de supernovas pr\u00f3ximas a &#8220;apenas&#8221; 300 milh\u00f5es de anos-luz de dist\u00e2ncia. A equipa estudou centenas destas supernovas pr\u00f3ximas com detalhes requintados. Cada supernova foi medida v\u00e1rias vezes, em intervalos de alguns dias. Cada medi\u00e7\u00e3o examinou o espectro da supernova, registando a sua intensidade em toda a gama de comprimentos de onda da luz vis\u00edvel. Um instrumento feito sob medida para esta investiga\u00e7\u00e3o, o SNIFS (SuperNova Integral Field Spectrometer), instalado no telesc\u00f3pio de 2,2 metros da Universidade do Hawaii em Maunakea, foi usado para medir os espectros.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">&#8220;H\u00e1 muito tempo que temos esta ideia de que, se a f\u00edsica da explos\u00e3o de duas supernovas fosse a mesma, os seus brilhos m\u00e1ximos seriam os mesmos. Usando os espectros da colabora\u00e7\u00e3o SNfactory como uma esp\u00e9cie de tomografia computorizada da explos\u00e3o de supernova, pudemos testar esta ideia,&#8221; disse Perlmutter.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">De facto, h\u00e1 v\u00e1rios anos a f\u00edsica Hannah Fakhouri, na altura uma estudante que trabalhava com Perlmutter, fez uma descoberta chave para os resultados de hoje. Olhando para uma variedade de espectros obtidos pela colabora\u00e7\u00e3o SNfactory, ela descobriu que, em v\u00e1rios casos, os espectros de duas supernovas diferentes pareciam quase id\u00eanticos. Entre as cerca de 50 supernovas, algumas eram g\u00e9meas virtualmente id\u00eanticas. Quando os espectros ondulantes de um par de g\u00e9meas foram sobrepostos, a olho nu havia parecia haver apenas uma \u00fanica impress\u00e3o. A an\u00e1lise atual baseia-se nesta observa\u00e7\u00e3o para modelar o comportamento das supernovas no per\u00edodo de tempo perto do seu brilho m\u00e1ximo.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">O novo trabalho quase quadruplica o n\u00famero de supernovas usadas na an\u00e1lise. Isto tornou a amostra grande o suficiente para aplicar t\u00e9cnicas de aprendizagem de m\u00e1quina e identificar estas g\u00e9meas, levando \u00e0 descoberta de que os espectros das supernovas do Tipo Ia variam de apenas tr\u00eas maneiras. Os brilhos intr\u00ednsecos das supernovas tamb\u00e9m dependem principalmente destas tr\u00eas diferen\u00e7as observadas, tornando poss\u00edvel a medi\u00e7\u00e3o das dist\u00e2ncias das supernovas com uma incr\u00edvel precis\u00e3o de cerca de 3%.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Igualmente importante, este novo m\u00e9todo n\u00e3o sofre os vieses que afetaram os m\u00e9todos anteriores, vistos na compara\u00e7\u00e3o de supernovas encontradas em diferentes tipos de gal\u00e1xias. Dado que as gal\u00e1xias pr\u00f3ximas s\u00e3o um pouco diferentes das distantes, havia uma s\u00e9ria preocupa\u00e7\u00e3o de que tal depend\u00eancia produzisse leituras falsas na medi\u00e7\u00e3o da energia escura. Agora, esta preocupa\u00e7\u00e3o pode ser bastante reduzida medindo supernovas distantes com esta nova t\u00e9cnica.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><a href=\"https:\/\/i.postimg.cc\/Rh7bZpwz\/SN2011fe-in-Pinwheel.jpg\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/i.postimg.cc\/Rh7bZpwz\/SN2011fe-in-Pinwheel.jpg\" alt=\"\"\/><\/a><figcaption>Um exemplo de uma supernova: o PTF (Palomar Transient Factory) capturou a SN 2011fe na Gal\u00e1xia do Cata-Vento na vizinhan\u00e7a da Usa Maior no dia 24 de agosto de 2011.<br>Cr\u00e9dito: B. J. Fulton, Rede Global de Telesc\u00f3pios do Observat\u00f3rio Las Cumbres<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Ao descrever este trabalho, Boone salientou: &#8220;A medi\u00e7\u00e3o convencional de dist\u00e2ncias de supernovas usa curvas de luz &#8211; imagens obtidas em v\u00e1rias cores conforme uma supernova se ilumina e desvanece. Ao inv\u00e9s, us\u00e1mos um espectro de cada supernova. Estes s\u00e3o muito mais detalhados e, com as t\u00e9cnicas de aprendizagem de m\u00e1quina, tornou-se poss\u00edvel discernir o comportamento complexo que era a chave para medir dist\u00e2ncias mais precisas.&#8221;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Os resultados dos artigos de Boone v\u00e3o beneficiar duas grandes experi\u00eancias futuras. A primeira ser\u00e1 no Observat\u00f3rio Vera Rubin de 8,4 metros, em constru\u00e7\u00e3o no Chile, com o seu levantamento LSST (Legacy Survey of Space and Time). O segundo \u00e9 o futuro Telesc\u00f3pio Espacial Nancy Grace Roman da NASA. Estes telesc\u00f3pios v\u00e3o medir milhares de supernovas para melhorar ainda mais a medi\u00e7\u00e3o da energia escura. Ser\u00e3o capazes de comparar os seus resultados com medi\u00e7\u00f5es feitas usando t\u00e9cnicas complementares.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Aldering, que tamb\u00e9m \u00e9 coautor dos artigos, observou que &#8220;n\u00e3o apenas esta t\u00e9cnica de medi\u00e7\u00e3o de dist\u00e2ncia \u00e9 mais precisa, como requer apenas um \u00fanico espectro, obtido quando uma supernova \u00e9 mais brilhante e, portanto, mais f\u00e1cil de observar &#8211; muda o jogo!&#8221; Ter uma variedade de t\u00e9cnicas \u00e9 algo particularmente valioso neste campo, onde os preconceitos revelaram-se errados e a necessidade de verifica\u00e7\u00e3o independente \u00e9 alta.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/newscenter.lbl.gov\/2021\/05\/06\/supernovae-twins\/\" target=\"_blank\">\/\/ Berkeley Lab (comunicado de imprensa)<\/a><br><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/physics.berkeley.edu\/news-events\/news\/20210506\/new-possibilities-for-precision-cosmology\" target=\"_blank\">\/\/ UC Berkeley (comunicado de imprensa)<\/a><br><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/iopscience.iop.org\/article\/10.3847\/1538-4357\/abec3c\" target=\"_blank\">\/\/ Artigo cient\u00edfico #1 (The Astrophysical Journal)<\/a><br><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/2105.02676\" target=\"_blank\">\/\/ Artigo cient\u00edfico #1 (arXiv.org)<\/a><br><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/iopscience.iop.org\/article\/10.3847\/1538-4357\/abec3b\" target=\"_blank\">\/\/ Artigo cient\u00edfico #2 (The Astrophysical Journal)<\/a><br><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/2105.02204\" target=\"_blank\">\/\/ Artigo cient\u00edfico #2 (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Saiba mais:<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Universo:<\/strong><br><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Accelerating_expansion_of_the_universe\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">A expans\u00e3o acelerada do Universo (Wikipedia)<\/a><br><a href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Universe\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Universo (Wikipedia)<\/a><br><a href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Age_of_the_universe\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Idade do Universo (Wikipedia)<\/a><br><a href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Large-scale_structure_of_the_universe\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Estrutura a grande-escala do Universo (Wikipedia)<\/a><br><a href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Big_Bang\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Big Bang (Wikipedia)<\/a><br><a href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Timeline_of_the_Big_Bang\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Cronologia do Big Bang (Wikipedia)<\/a><br><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Lambda-CDM_model\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Modelo Lambda-CDM (Wikipedia)<\/a><br><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Cosmic_distance_ladder#Galactic_distance_indicators\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Indicadores de dist\u00e2ncias c\u00f3smicas (Wikipedia)<\/a><br><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Cosmic_distance_ladder\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">&#8220;Escada&#8221; de dist\u00e2ncias c\u00f3smicas (Wikipedia)<\/a><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Energia escura:<\/strong><br><a href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Dark_Energy\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Supernovas:<\/strong><br><a href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Supernova\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a>&nbsp;<br><a href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Type_Ia_supernova\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Tipo Ia (Wikipedia)<\/a><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Colabora\u00e7\u00e3o SNfactory:<\/strong><br><a href=\"https:\/\/snfactory.lbl.gov\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">P\u00e1gina oficial<\/a><br><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Nearby_Supernova_Factory\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Telesc\u00f3pio de 2,2 metros da Universidade do Hawaii:<br><\/strong><a href=\"https:\/\/www.ifa.hawaii.edu\/88inch\/2.2-meter-public.htm\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Universidade do Hawaii<\/a><br><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/UH88\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Observat\u00f3rio Vera C. Rubin:<\/strong><br><a href=\"https:\/\/www.vro.org\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">P\u00e1gina principal<\/a><br><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Vera_C._Rubin_Observatory\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><br><a href=\"https:\/\/www.lsst.org\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">LSST (p\u00e1gina principal)<\/a><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>RST ([Nancy Grace] Roman Space Telescope, anteriormente WFIRST):<\/strong><br><a href=\"https:\/\/roman.gsfc.nasa.gov\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">NASA<\/a><br><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Nancy_Grace_Roman_Space_Telescope\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><br><a href=\"https:\/\/www.facebook.com\/NASARoman\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Facebook<\/a><br><a href=\"https:\/\/twitter.com\/NASARoman\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Twitter<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Os cosm\u00f3logos descobriram uma maneira de duplicar a precis\u00e3o da medi\u00e7\u00e3o de dist\u00e2ncias at\u00e9 explos\u00f5es de supernova &#8211; uma das suas ferramentas testadas e comprovadas para o estudo da misteriosa energia escura que est\u00e1 a fazer com que o nosso Universo se expanda cada vez mais depressa. 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