Os astrónomos identificaram duas supernovas cuja luz, dividida por lentes gravitacionais, reaparecerá ao longo dos próximos 60 anos, oferecendo uma oportunidade única para medir a taxa de expansão do Universo com uma precisão sem precedentes. Esta experiência natural poderá ajudar a resolver um conflito de longa data na cosmologia: a “tensão de Hubble”, onde diferentes métodos produzem valores contraditórios para a rapidez com que o Universo se está a expandir.
O Atraso do Tempo Cósmico
O fenômeno por trás dessa descoberta é a lente gravitacional. Enormes aglomerados de galáxias atuam como lupas cósmicas, dobrando e dividindo a luz de supernovas distantes em múltiplas imagens. Cada imagem percorre um caminho diferente através do espaço-tempo, levando a tempos de chegada variados. Uma supernova, apelidada de SN Ares, explodiu há quase 10 mil milhões de anos; sua luz já alcançou a Terra. No entanto, duas imagens adicionais de Ares chegarão em aproximadamente 60 anos devido à extrema dilatação do tempo gravitacional.
A outra supernova, SN Athena, deverá reaparecer nos próximos um a dois anos. Embora menos precisa que Ares, Atenas servirá como um teste de validação para os nossos modelos cosmológicos.
Por que isso é importante: a tensão Hubble
O universo parece estar se expandindo em ritmos diferentes, dependendo de como os cientistas o medem. Observações da radiação cósmica de fundo (o brilho residual do Big Bang) sugerem uma taxa de expansão de 67 quilômetros por segundo por megaparsec. No entanto, medições usando estrelas variáveis Cefeidas (velas padrão) fornecem uma taxa mais rápida de 73 quilômetros por segundo por megaparsec.
Esta discrepância, conhecida como tensão de Hubble, é um grande problema na cosmologia moderna. Poderia indicar que a nossa compreensão do universo está incompleta ou que existem erros sistemáticos desconhecidos nas nossas medições.
O Programa VENUS e o papel do JWST
A descoberta de SN Ares e SN Athena é resultado do programa Vast Exploration for Nascent, Unexplored Sources (VENUS), utilizando o Telescópio Espacial James Webb (JWST). VENUS visa especificamente aglomerados densos de galáxias, maximizando as chances de encontrar esses eventos raros e com lentes gravitacionais.
“Fortes lentes gravitacionais transformam aglomerados de galáxias nos telescópios mais poderosos da natureza”, diz Seiji Fujimoto, investigador principal do programa VENUS.
Antes de VENUS e JWST, menos de dez dessas supernovas com lentes haviam sido descobertas. Desde julho do ano passado, a VENUS já identificou oito novas supernovas com lentes em apenas 43 observações, duplicando o tamanho da amostra conhecido.
Olhando para o futuro: uma medição autoconsistente
A principal vantagem desta abordagem é que ela fornece uma “etapa única e autoconsistente” para medir a expansão do universo. Ao comparar os tempos de chegada previstos das imagens captadas com os tempos reais observados, os cientistas podem refinar as suas estimativas da constante de Hubble independentemente de outros métodos. Isto é crucial num domínio onde é difícil excluir erros sistemáticos.
O destino final do universo está em jogo. Se a energia escura enfraquecer, a expansão poderá eventualmente reverter em contração. Medir a taxa de expansão do Universo com maior precisão não só ajudará a resolver a tensão de Hubble, mas também lançará luz sobre a evolução do cosmos a longo prazo.
