Os astrónomos detectaram a supernova mais distante alguma vez observada, originada de uma estrela que explodiu momentos depois de o Universo emergir da sua escuridão inicial. Esta descoberta, possibilitada pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST), oferece uma visão sem precedentes sobre o nascimento e a morte das primeiras estrelas do universo – sóis massivos e primordiais que diferiam significativamente daqueles encontrados hoje.
O desafio de estudar as primeiras supernovas
As supernovas, explosões cataclísmicas de estrelas moribundas, estão entre os eventos mais brilhantes do cosmos. No entanto, a luz destes eventos no Universo primitivo leva milhares de milhões de anos a chegar à Terra, tornando-se cada vez mais ténue ao longo de distâncias tão imensas. A maioria das supernovas são muito fracas para serem detectadas em faixas tão extremas, com exceções como as supernovas do Tipo Ic, que emitem raios gama particularmente brilhantes. As supernovas mais comuns do Tipo II, resultantes de estrelas massivas que ficam sem combustível, são normalmente invisíveis nestas profundidades.
SN Eos: um avanço com lentes gravitacionais
Investigadores liderados por David Coulter, da Universidade Johns Hopkins, superaram este obstáculo ao estudar SN Eos, uma supernova do Tipo II que existiu apenas mil milhões de anos após o Big Bang. A chave para esta observação foi a lente gravitacional : a supernova apareceu atrás de um enorme aglomerado de galáxias, cuja gravidade ampliou a sua luz por um fator de dez, tornando-a observável. Esta amplificação natural permitiu uma análise espectroscópica detalhada – a primeira confirmação de uma supernova a esta distância.
Implicações para a composição do universo inicial
O espectro de SN Eos revela que a estrela que explodiu continha quantidades extremamente baixas de elementos pesados – menos de 10% do que é encontrado no nosso Sol. Isto confirma os modelos teóricos que sugerem que o Universo primitivo era predominantemente composto por hidrogénio e hélio, uma vez que os elementos mais pesados ainda não tinham sido forjados através da evolução estelar.
“Isso nos diz imediatamente sobre em que tipo de população estelar [a estrela] explodiu”, diz Or Graur da Universidade de Portsmouth, destacando a importância desta evidência de composição.
A Época da Reionização e da Transparência Cósmica
SN Eos existiu apenas algumas centenas de milhões de anos após a época da reionização. Este foi um momento crucial quando a luz das primeiras estrelas ionizou o gás hidrogénio neutro, transformando um universo opaco num universo transparente à radiação. Isto torna a SN Eos efetivamente a supernova mais distante que podemos esperar observar, representando um limite próximo na nossa capacidade de estudar diretamente o cosmos primitivo.
Por que isso é importante
Estudar estrelas individuais no universo primitivo é incrivelmente raro. Normalmente, os astrónomos inferem propriedades das primeiras galáxias a partir da luz colectiva de muitas estrelas. SN Eos oferece uma oportunidade única para examinar uma única estrela a estas distâncias, revelando que as estrelas do universo primitivo eram fundamentalmente diferentes daquelas do nosso cosmos local. Esta descoberta ajuda a refinar a nossa compreensão das populações estelares, das taxas de formação estelar e das condições que prevaleceram logo após o nascimento do Universo.
Esta observação marca uma nova era na astronomia de supernovas. Ao perscrutarmos mais profundamente o passado do Universo, podemos reconstruir as condições que moldaram as primeiras estrelas e, em última análise, o cosmos que observamos hoje.
