O Universo jovem testemunhou supernovas de uma violência sem precedentes, marcando o fim da vida de estrelas colossais. Uma dessas explosões, observada graças ao telescópio espacial James Webb (JWST), oferece um vislumbre único dos primeiros momentos cósmicos.
Esta supernova, chamada AT 2023adsv, foi detectada no âmbito do programa JADES, que utiliza as capacidades do JWST para explorar os confins do Universo. Localizada a uma distância vertiginosa, ela explodiu há aproximadamente 11,4 bilhões de anos, quando o Universo tinha apenas 2 bilhões de anos.
Ilustração de uma estrela massiva se tornando supernova no Universo jovem.
Inserção: a supernova 2023adsv observada pelo JWST em 2022 e 2023.
Crédito: Robert Lea (criado com Canva)/NASA, ESA, CSA, STScI, JADES Collaboration
As primeiras estrelas, muito mais massivas e quentes do que as de hoje, passaram por explosões titânicas. Essas supernovas primordiais, como AT 2023adsv, diferem das observadas no Universo local por sua energia e violência. Elas desempenham um papel crucial no enriquecimento químico das galáxias.
O estudo dessas explosões distantes permite que os cientistas compreendam melhor a vida e a morte das estrelas no Universo jovem. O programa JADES já identificou mais de 80 supernovas antigas, oferecendo uma janela única para as primeiras gerações de estrelas.
AT 2023adsv, com uma massa estimada em 20 vezes a do Sol, representa um caso especial. Sua explosão, duas vezes mais energética do que a média, sugere que as propriedades das supernovas podem ter evoluído com o tempo. Essa descoberta abre novas perspectivas sobre a evolução estelar.
A colaboração JADES continua a explorar esses fenômenos com o JWST, enquanto o futuro telescópio espacial Nancy Grace Roman, previsto para 2026, promete multiplicar as descobertas. Juntos, esses instrumentos permitirão mapear a história das supernovas e compreender melhor a evolução do Universo.
Campo profundo JADES mostrando a localização das supernovas recém-descobertas.
Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, JADES Collaboration
As pesquisas sobre AT 2023adsv e outras supernovas antigas são essenciais para reconstituir a história cósmica. Elas revelam como as primeiras estrelas moldaram o Universo, enriquecendo o cosmos com elementos pesados necessários para a formação das estrelas e planetas de hoje.
O que é uma supernova?
Uma supernova é a explosão cataclísmica de uma estrela no fim de sua vida, marcando um dos eventos mais energéticos do Universo. Esse fenômeno ocorre quando a estrela esgota seu combustível nuclear, levando ao colapso de seu núcleo sob o efeito da gravidade.
A explosão resultante dispersa os elementos pesados sintetizados pela estrela no espaço interestelar. Esses elementos, como ferro e silício, são essenciais para a formação de novas estrelas, planetas e até da vida.
As supernovas são classificadas em vários tipos de acordo com seu mecanismo de explosão. As supernovas do tipo II, por exemplo, resultam do colapso de estrelas massivas, enquanto as supernovas do tipo Ia estão associadas a anãs brancas em sistemas binários.
O estudo das supernovas permite não apenas entender a morte das estrelas, mas também medir distâncias cósmicas e explorar a expansão do Universo.
Por que as primeiras estrelas eram diferentes?
As primeiras estrelas, conhecidas como População III, se formaram em um Universo jovem, composto quase exclusivamente de hidrogênio e hélio. Sua composição química única influenciou seu tamanho, temperatura e tempo de vida.
Essas estrelas eram massivas, muitas vezes dezenas de vezes mais pesadas que o Sol, e queimavam seu combustível nuclear em um ritmo frenético. Sua curta existência terminava em explosões de supernovas de extrema violência.
A ausência de elementos pesados em seu ambiente também afetou sua evolução. Diferentemente das estrelas atuais, elas não podiam se resfriar de forma eficiente, o que favoreceu a formação de estrelas gigantes.
As supernovas dessas primeiras estrelas desempenharam um papel fundamental no enriquecimento químico do Universo, semeando as bases para as gerações estelares seguintes e as estruturas cósmicas que observamos hoje.
Fonte: arXiv