Levantamento DES detecta rara supernova super luminosa

Pesquisadores da University of California – Santa Cruz e do Dark Energy Survey (DES) , programa apoiado pelo Observatório Nacional - por meio do Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia (LIneA) e do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) do e-Universo , detectaram a morte de uma estrela maciça localizada em uma galáxia a 10 bilhões de anos-luz de distância. A supernova “super luminosa” é considerada rara e uma das mais distantes já descobertas. Astrônomos afirmam que ela ocorreu cerca de 3,5 bilhões de anos após o Big Bang, em um período conhecido como “meio-dia cósmico”, quando a taxa de formação de estrelas alcançou seu máximo no Universo.

Brilho intenso – A explosão proporcionou um brilho até três vezes maior do que o brilho dos 100 bilhões de estrelas da Via Láctea somadas

As supernovas super luminosas são de 10 a 100 vezes mais brilhantes do que as típicas explosões resultantes do colapso de uma estrela maciça. Porém, astrônomos ainda não sabem exatamente que tipos de estrelas dão origem à extrema luminosidade ou quais processos físicos estão envolvidos. A supernova, batizada de DES15E2mlf (Figura abaixo), é incomum até mesmo dentro do pequeno grupo de supernovas super luminosas identificadas até hoje.

O objeto foi detectado e vem sendo observado desde novembro de 2015 pelo Dark Energy Survey (DES) em colaboração que faz uso do telescópio Blanco, de quatro metros, situado no Observatório Interamericano, em Cerro Tololo, Chile. As observações de acompanhamento para medição da distância e obtenção de espectros detalhados da supernova foram conduzidas com o Espectrógrafo Multi-Objeto Gemini, localizado no Observatório Gemini Sul, Chile, que dispõe de um espelho primário de 8 metros de diâmetro.

A investigação foi liderada por Dr. Yen-Chen Pan e pelo Prof. Ryan Foley, astrônomos da University of California , e membros de uma equipe internacional de colaboradores do DES. Os pesquisadores relataram as descobertas em um artigo publicado recentemente, no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , um dos principais jornais de astronomia.

As novas observações são capazes de fornecer dados sobre a natureza das estrelas e galáxias, especialmente durante o pico da formação de estrelas. As supernovas são importantes na evolução das galáxias porque suas explosões enriquecem o gás interestelar a partir do qual novas estrelas formam elementos mais pesados do que o hélio, chamados de “metais” por astrônomos.

“É importante saber que estrelas muito maciças estavam explodindo naquela época (meio-dia cósmico). O que realmente queremos saber é a taxa relativa de supernovas super luminosas para supernovas normais, mas ainda não podemos fazer essa comparação porque as supernovas normais são muito fracas para serem vistas a essa distância. Portanto, não sabemos se esta supernova atípica está nos dizendo algo especial sobre essa época, há 10 bilhões de anos “, afirma Foley, professor assistente de astronomia e astrofísica na University of California .

Observações anteriores de supernovas super luminosas indicavam que elas estavam tipicamente situadas em galáxias de baixa massa ou galáxias anãs, que tendem a ser menos enriquecidas em “metais” do que galáxias com maior massa. Apesar disso, a DES15E2mlf foi localizada em uma galáxia bastante maciça e de aparência normal. “A ideia atual é que um ambiente de baixa metalicidade é importante na criação de supernovas super luminosas e, por isso, tendem a ocorrer em galáxias de baixa massa, mas DES15E2mlf está em uma galáxia relativamente maciça em comparação com a galáxia hospedeira típica para supernovas super luminosas”, afirma Pan, pesquisador pós-doutorando da UC Santa Cruz e principal autor do artigo.

Foley explicou que as estrelas com menos elementos pesados mantêm maior fração de massa quando morrem, o que pode causar uma explosão maior quando a estrela esgota o seu abastecimento de combustível e colapsa. “Sabemos que a metalicidade afeta a vida de uma estrela e como ela morre. Então, encontrar essa supernova super luminosa em uma galáxia de massa superior vai contra o pensamento atual. Mas estamos observando um período tão distante no passado, esta galáxia poderia ter tido menos tempo para criar metais, então pode ser que nesse passado distante do Universo, mesmo galáxias de alta massa tinham um conteúdo de metal suficientemente baixo para criar essas extraordinárias explosões estelares. Em algum momento, a Via Láctea também reuniu essas condições e poderia ter produzido muitas explosões similares “, destaca Foley.

Segundo Smith, pós-doutorando da Universidade de Southampton, Reino Unido, embora os cientistas ainda se deparem com muitos enigmas, a capacidade de observar estas supernovas tão distantes fornece informações valiosas sobre estrelas maciças e sobre um período importante na evolução das galáxias. O levantamento DES descobriu uma série de supernovas super luminosas e continua a ver explosões cósmicas mais distantes, que revelam como as estrelas explodiram durante o principal período de formação de estrelas.

Confira o artigo na íntegra

Imagem que mostra a galáxia hospedeira (SN host) indicada com uma flecha amarela, na qual explodiu a supernova DES15Emlf

Crédito da imagem: Dark Energy Survey