Nos próximos meses, o Observatório Vera C. Rubin entrará em operação no Chile, prometendo revolucionar a astronomia ao detectar milhões de explosões estelares – eventos fundamentais para entender a energia escura, a força misteriosa que se acredita impulsionar a expansão acelerada do Universo.
Localizado no Cerro Pachón, o observatório iniciará sua missão de 10 anos chamada Levantamento do Legado do Espaço e do Tempo (LSST), coletando uma quantidade sem precedentes de dados sobre o cosmos. Entre suas principais descobertas estarão as supernovas do Tipo Ia, explosões de estrelas anãs brancas que funcionam como “faróis cósmicos” para medir distâncias no espaço.
O que são as supernovas do Tipo Ia?
As anãs brancas são os núcleos remanescentes de estrelas semelhantes ao Sol após consumirem todo o seu combustível nuclear. Normalmente, elas permanecem estáveis, mas, em alguns casos, podem explodir em supernovas.
Isso acontece quando uma anã branca faz parte de um sistema binário — ou seja, quando orbita junto com outra estrela. Se ela começa a roubar matéria de sua companheira, pode atingir um limite crítico de massa, conhecido como limite de Chandrasekhar. Ao ultrapassar esse ponto, a estrela entra em colapso e explode, liberando uma quantidade padrão de luz.
Essa regularidade torna as supernovas do Tipo Ia uma ferramenta valiosa para medir distâncias cósmicas. Como os astrônomos sabem exatamente quanta luz elas emitem, eles podem calcular a distância a que esses objetos estão com base no brilho observado. Esse método é essencial para entender a expansão do Universo.
Observatório Vera C. Rubin: um novo olhar sobre o Universo
Observar supernovas do Tipo Ia não é simples. Elas surgem sem aviso, brilham intensamente por algumas semanas e depois desaparecem. Os telescópios atuais captam esses eventos de forma esporádica, dificultando análises detalhadas.
O Observatório Rubin mudará esse cenário ao monitorar continuamente o céu do hemisfério sul durante uma década. Seu objetivo será registrar variações no brilho de objetos espaciais, identificando supernovas logo no início de suas explosões. Isso permitirá que os cientistas acompanhem sua evolução e estudem como esses fenômenos influenciam o Universo.
Com esse enorme volume de dados, os cientistas poderão criar um modelo mais preciso da influência da energia escura na expansão cósmica.
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Supernovas ajudam a estudar a energia escura
Em 1998, cientistas analisaram supernovas do Tipo Ia para medir a taxa de expansão do Universo. O que eles descobriram foi surpreendente: em vez de diminuir, como se esperava devido à gravidade, a expansão estava acelerando.
Esse achado levou à ideia da energia escura, que hoje se estima representar cerca de 68% do conteúdo total do Universo. Entretanto, sua natureza ainda é um mistério.
Pesquisas sugerem que a energia escura só começou a influenciar significativamente a expansão do Universo quando este tinha entre nove e 10 bilhões de anos. Antes disso, a matéria dominava o cosmos, e, mais cedo ainda, a energia do Big Bang era a força principal.
O modelo mais aceito atualmente, chamado Matéria Escura Fria Lambda (ΛCDM), propõe que a energia escura tem uma força constante. Mas dados recentes do Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI) indicam que essa força pode variar com o tempo. Se isso for confirmado, os astrônomos precisarão reformular suas teorias sobre a evolução do Universo.
O Observatório Rubin permitirá que os cientistas estudem supernovas do Tipo Ia em diversas distâncias, cobrindo um período mais amplo da história cósmica. Dessa forma, será possível verificar se a energia escura realmente se comporta de forma constante ou se muda ao longo do tempo.
Em um comunicado, a astrônoma Anais Möller, membro da equipe do LSST, compara essa investigação a um elástico sendo esticado. “Se a energia escura não for constante, será como puxar o elástico de formas diferentes em momentos distintos”.
Ao longo dos próximos anos, espera-se que Rubin forneça uma resposta definitiva para essa questão, ajudando a determinar se a energia escura é uma força fixa ou mutável no Universo.
Um tsunami de dados para a ciência
O Observatório Vera C. Rubin será um dos telescópios mais produtivos da história. A expectativa é que ele gere até 10 milhões de alertas diários sobre eventos astronômicos, produzindo cerca de 20 terabytes de dados por noite.
Esse volume imenso de informações exigirá novas ferramentas de análise. Os cientistas já trabalham no desenvolvimento de sistemas de inteligência artificial para processar e identificar padrões nesses dados.
Entre os fenômenos que o Rubin observará, além das supernovas do Tipo Ia, estarão eventos raros como estrelas variáveis, quilonovas (colisões de estrelas de nêutrons) e outros objetos de brilho instável.
Segundo Möller, o Rubin marca uma mudança de paradigma na astronomia. “Não podemos mais fazer ciência do jeito antigo. Precisamos desenvolver métodos inovadores para lidar com essa nova era de descobertas.”
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