Lente cósmica revela 4 visualizações da explosão da mesma estrela (foto)

Quatro imagens da mesma supernova

A imagem do Telescópio Espacial Hubble revela quatro imagens da mesma supernova. As fotos foram criadas com a ajuda de uma galáxia que 'objetivou gravitacionalmente' a supernova para que ela pudesse ser vista claramente da Terra. (Crédito da imagem: NASA, ESA e T. Treu (UCLA), P. Kelly (UC Berkeley) e a equipe GLASS; S. Rodney (JHU) e a equipe FrontierSN; J. Lotz (STScI) e a equipe Frontier Fields ; M. Postman (STScI) e a equipe CLASH; e Z. Levay (STScI))



Pela primeira vez, uma lupa cósmica permitiu aos cientistas ver a mesma explosão estelar quatro vezes, possivelmente oferecendo um vislumbre revelador dessas mortes estelares explosivas e da natureza do universo em aceleração.

Astrônomos usando o telescópio espacial Hubble capturaram quatro imagens de uma explosão de supernova no espaço profundo, graças a uma galáxia localizada entre a Terra e a enorme explosão estelar. Você pode ver como o Hubble viu a supernova neste vídeo da NASA . O aglomerado de galáxias distorceu o tecido do espaço e do tempo ao seu redor - como uma bola de boliche colocada em um lençol - permitindo que os cientistas vissem a supernova em quatro imagens.





'Foi previsto há 50 anos que uma supernova poderia ser gravada com lentes assim, mas demorou muito para alguém encontrar um exemplo', disse o autor do estudo Patrick Kelly, astrônomo da Universidade da Califórnia em Berkeley ao Space.com . 'É divertido ter sido capaz de encontrar o primeiro.' [ Veja mais fotos incríveis de supernovas ]

A imagem do Telescópio Espacial Hubble revela quatro imagens da mesma supernova. As fotos foram criadas com a ajuda de uma galáxia que 'objetivou gravitacionalmente' a supernova para que ela pudesse ser vista claramente da Terra.(Crédito da imagem: NASA, ESA e T. Treu (UCLA), P. Kelly (UC Berkeley) e a equipe GLASS; S. Rodney (JHU) e a equipe FrontierSN; J. Lotz (STScI) e a equipe Frontier Fields ; M. Postman (STScI) e a equipe CLASH; e Z. Levay (STScI))



A supernova, descoberta em 11 de novembro de 2014, está localizada a cerca de 9,3 bilhões de anos-luz de distância da Terra, perto da borda do universo observável. Os pesquisadores nomearam a supernova distante SN Refsdal em homenagem ao astrofísico norueguês Sjur Refsdal, um pioneiro nos estudos de lentes gravitacionais. Devido às lentes gravitacionais, 'a supernova parece 20 vezes mais brilhante do que seu brilho normal', disse em um comunicado o co-autor do estudo Jens Hjorth, chefe do Centro de Cosmologia Escura do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhagen.

A galáxia lente, que fica a cerca de 5 bilhões de anos-luz da Terra, faz parte de um grande aglomerado de galáxias conhecido MACS J1149.6 + 2223 . Em 2009, astrônomos descobriram que este aglomerado era a fonte da maior imagem conhecida de uma galáxia espiral já vista através de lentes gravitacionais.



Cada uma das quatro imagens da supernova apareceu separadamente ao longo de algumas semanas. Isso ocorre porque a luz pode seguir vários caminhos ao redor e através de uma lente gravitacional, chegando à Terra em momentos diferentes.

Usando a gravidade como uma lente

Gravidade é criado quando a matéria distorce o tecido da realidade. Quanto maior a massa de um objeto, mais curvas de espaço-tempo ao redor desse objeto e mais forte sua atração gravitacional, descoberta consagrada na teoria da relatividade geral de Einstein, que comemora seu centenário neste ano.

Como resultado, a gravidade também pode dobrar a luz como uma lente, o que significa que os objetos que veem n por trás de campos gravitacionais poderosos, como os de galáxias massivas, são aumentados. As lentes gravitacionais foram descobertas pela primeira vez em 1979, e hoje as lentes gravitacionais podem ajudar os astrônomos a ver características distantes e tênues demais para serem detectadas até mesmo com os maiores telescópios.

“Essas lentes gravitacionais são como uma lupa natural. É como ter um telescópio muito maior ', disse Kelly em um comunicado. 'Podemos obter ampliações de até 100 vezes olhando através desses aglomerados de galáxias.'

Quando a luz está longe de ser uma massa de lente gravitacional, ou se a massa de lente gravitacional não é especialmente grande, apenas 'lente fraca' ocorre, mal distorcendo a luz. No entanto, quando a luz vem quase exatamente de trás da massa da lente gravitacional, 'lentes fortes' podem acontecer. [ Veja mais fotos tiradas pelo Telescópio Hubble ]

Quando um objeto com lentes fortes ocupa um grande pedaço do espaço - por exemplo, se for uma galáxia - ele pode se espalhar em um 'anel de Einstein' ao redor de uma massa de lentes gravitacionais. No entanto, lentes fortes de itens pequenos e pontuais - por exemplo, objetos superbrilhantes conhecidos como quasares - geralmente produzem imagens múltiplas em torno da massa da lente gravitacional, resultando em uma chamada 'cruz de Einstein'.

As observações de SN Refsdal marcam a primeira vez que astrônomos na Terra testemunharam uma forte lente de uma supernova, com quatro imagens de uma estrela explodindo disposta como uma cruz de Einstein.

Um universo em expansão

Essas novas descobertas podem ajudar os cientistas a medir a taxa de aceleração na qual o universo está se expandindo, dizem os pesquisadores.

Um modelo de computador do agrupamento de lentes sugere que os cientistas perderam a chance de ver a supernova de lentes 50 e 10 anos atrás. No entanto, o modelo também sugere que mais imagens da explosão se repetirão novamente nos próximos 10 anos.

O momento em que todas essas imagens do Super Nova chegar depende da atração gravitacional da matéria gerando as lentes gravitacionais. Assim, medindo esses tempos, os pesquisadores esperam mapear como a matéria normal visível e a matéria escura invisível são distribuídas na galáxia em lente.

A matéria escura é atualmente um dos maiores mistérios da ciência, uma substância mal compreendida que se pensa constituir cinco sextos de toda a matéria do universo. Uma melhor compreensão de como a matéria escura está se comportando neste aglomerado de lentes gravitacionais pode ajudar a esclarecer a natureza do material, disse Kelly.

Analisar quando as imagens chegam também pode ajudar os cientistas a identificar a taxa de expansão do universo. Embora já existam várias maneiras de medir a taxa de expansão cósmica, 'tem havido muito debate acalorado entre os diferentes métodos, então seria interessante ver como essa nova técnica pode afetar a área', disse Kelly. 'É sempre bom ter medições completamente independentes da mesma quantidade.'

Os cientistas detalharam suas descobertas na edição de 6 de março da revista Science.

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