Um novo conjunto de dados de supernovas Tipo Ia, divulgado a semana passada, poderá mudar a forma como os cosmólogos medem a história da expansão do Universo.

O Dr. Mathew Smith e o Dr. Georgios Dimitriadis, da Universidade de Lancaster, são ambos membros do ZTF (Zwicky Transient Facility), um levantamento astronómico de campo largo que utiliza uma nova câmara acoplada ao Telescópio Samuel Oschin no Observatório Palomar, no estado americano da Califórnia.

As supernovas Tipo Ia são explosões dramáticas de estrelas anãs brancas no fim das suas vidas. Os cosmólogos utilizam-nas para sondar distâncias no Universo, comparando os seus fluxos, uma vez que os objetos mais distantes parecem mais fracos.

O grupo de trabalho científico do ZTF publicou vinte e um artigos científicos que estudam estas 3628 supernovas Tipo Ia numa edição especial da revista Astronomy & Astrophysics.

O astrofísico de Lancaster, Dr. Mathew Smith, colíder do lançamento SN Ia DR2 do ZTF, afirmou: "Este lançamento fornece um conjunto de dados revolucionário para a cosmologia das supernovas. Abre a porta a novas descobertas tanto sobre a expansão do Universo como sobre a física fundamental das supernovas".

Esta é a primeira vez que os astrofísicos têm acesso a um conjunto de dados tão grande e homogéneo. As supernovas Tipo Ia são raras, ocorrendo aproximadamente uma vez em cada mil anos numa galáxia típica, mas a profundidade e a estratégia de observação do ZTF permitem aos investigadores detetar quase quatro por noite. Em apenas dois anos e meio, o ZTF duplicou para quase três mil o número de supernovas Tipo Ia disponíveis para cosmologia, obtidas nos últimos 30 anos.

O chefe do grupo de trabalho de cosmologia do ZTF, Dr. Mickael Rigault, do Institut des deux Infinis de Lyon (CNRS/Universidade Claude Bernard), afirmou: "Nos últimos cinco anos, um grupo de trinta peritos de todo o mundo recolheu, compilou, reuniu e analisou estes dados. Estamos agora a divulgá-los a toda a comunidade. Esta amostra é tão única em termos de dimensão e homogeneidade, que esperamos que tenha um impacto significativo no campo da cosmologia das supernovas e que leve a muitas novas descobertas, para além dos resultados que já publicámos".

A câmara ZTF, instalada no telescópio Schmidt de 48 polegadas do Observatório Palomar, percorre todas as noites todo o céu setentrional em três bandas óticas, atingindo uma magnitude de 20,5 - um milhão de vezes mais fraca do que as estrelas mais ténues visíveis a olho nu. Esta sensibilidade permite ao ZTF detetar quase todas as supernovas num raio de 1,5 mil milhões de anos-luz da Terra.

A professora Kate Maguire, do Trinity College Dublin, coautora do estudo, afirmou: "Graças à capacidade única do ZTF para varrer o céu rápida e profundamente, captámos várias supernovas nos dias - ou mesmo horas - seguintes à sua explosão, fornecendo novas restrições sobre a forma como terminam as suas vidas".

A aceleração da expansão do Universo, galardoada com o Prémio Nobel em 2011, foi descoberta no final da década de 1990 com recurso a cerca de uma centena destas supernovas. Desde então, os cosmólogos investigam a razão desta aceleração causada pela energia escura que desempenha o papel de uma força antigravitacional em todo o Universo.

O professor Ariel Goobar, coautor do estudo, Diretor do Centro Oskar Klein em Estocolmo, uma das instituições fundadoras do ZTF, e também membro da equipa que descobriu a expansão acelerada do Universo em 1998, afirmou: "Em última análise, o objetivo é responder a uma das maiores questões do nosso tempo no domínio da física e da cosmologia, nomeadamente, de que é feita a maior parte do Universo? Para isso, precisamos dos dados das supernovas ZTF".

Um dos principais resultados destes estudos é o facto das supernovas Tipo Ia variarem intrinsecamente em função do seu ambiente hospedeiro, mais do que se esperava anteriormente, e o mecanismo de correção assumido até agora tem de ser revisto. Isto poderá alterar a forma como medimos a história da expansão do Universo e poderá ter consequências importantes para o atual desvio observado no modelo padrão da cosmologia.

O Dr. Rigault afirmou: "Com este grande e homogéneo conjunto de dados, podemos explorar as supernovas Tipo Ia com um nível de precisão e exatidão sem precedentes. Este é um passo crucial para aperfeiçoar a utilização das supernovas Tipo Ia na cosmologia e avaliar se os atuais desvios na cosmologia se devem a uma nova física fundamental ou a um problema desconhecido na forma como derivamos as distâncias".

// Universidade de Lancaster (comunicado de imprensa)
// CNRS (comunicado de imprensa)
// Universidade de Estocolmo (comunicado de imprensa)
// Trinity College Dublin (comunicado de imprensa)
// Artigos científicos (edição especial da Astronomy & Astrophysics)

Quer saber mais?

Data Release 2 de SN Ia do ZTF:
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Artigos científicos

Supernovas:
Wikipedia 
Tipo Ia (Wikipedia)

ZTF (Zwicky Transient Facility):
Caltech
ipac
Wikipedia

Observatório Palomar:
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Wikipedia