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jan 03

Nova pesquisa reforça o papel das Supernovas tipo Ia no entendimento do comportamento do Universo

Quanto da história do Universo podemos conhecer com ajuda das supernovas tipo Ia?

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Uma nova pesquisa confirma o papel das supernovas do Tipo Ia (como a que gerou o remanescente de supernova G299 na imagem acima) na medição da expansão do Universo. Crédito: NASA

Uma nova pesquisa realizada por cosmologistas da Universidade de Chicago e da Universidade Estatal de Wayne confirmou a precisão do uso das supernovas do Tipo Ia na medição do ritmo através do qual o Universo se expande. As descobertas suportam uma teoria extensamente aceita de que a expansão do Universo está acelerando e que tal aceleração é atribuível a uma força misteriosa denominada “energia escura”. As descobertas são contrárias as notícias recentes de que as supernovas do Tipo Ia não são confiáveis na medição da expansão do Universo.

A utilização da luz de um certo tipo de explosão estelar, tão brilhante quanto a luz emitida por galáxias inteiras, para determinar distâncias cósmicas, levou um grupo de cientistas a ganhar o Prêmio Nobel da Física em 2011. O método se baseia no pressuposto que, tal como lâmpadas de uma potência conhecida, todas as supernovas do Tipo Ia têm quase o mesmo brilho máximo quando explodem. Esta consistência permite com que as Supernovas Ia sejam usadas como “velas padrão” para medir a geometria celeste. Quanto mais fraca a luz, mais distante está a estrela. No entanto, esse método tem sido posto à prova nos últimos anos por causa das descobertas de que a luz emitida pelas supernovas do Tipo Ia poderiam ser mais inconsistentes do que o esperado.

Daniel Scolnic, pós-doutor do Instituto Kavli para Física Cosmológica da Universidade de Chicago e coautor do novo artigo publicado na MNRAS (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society), alegou:

Os dados que examinamos combatem, de fato, essas reivindicações da morte das supernovas do Tipo Ia como uma ferramenta para medir o Universo. Nós não devemos ser persuadidos por estas outras reivindicações apenas porque atraíram muita atenção, embora seja importante continuar a questionar e a reforçar as nossas suposições fundamentais.

Uma das últimas críticas às supernovas do Tipo Ia como ferramenta de medição concluiu que o brilho dessas supernovas parece estar em duas subclasses diferentes, o que poderia levar a problemas ao tentar medir distâncias. Em nova pesquisa, liderada por David Cinabro, professor de Wayne, Scolnic, Rick Kessler, investigador do Instituto Kavli, e outros, não encontraram evidências de duas subclasses de supernovas do Tipo Ia nos dados examinados do SDSS (Sloan Digital Sky Survey) – SSSLS (Supernovae Search and Supernova Legacy Survey). Os artigos recentes que desafiaram a eficácia das supernovas do Tipo Ia para a medição usaram conjuntos diferentes de dados.

Uma crítica secundária se focou na forma como as supernovas do Tipo Ia são analisadas. Quando os cientistas descobriram que as supernovas do Tipo Ia eram mais fracas do que o esperado, concluíram que o Universo estava a se expandir em um ritmo acelerado. Essa aceleração é explicada através da ‘energia escura’, que os cientistas estimam compor cerca de 70% do Universo. Essa força enigmática puxa a matéria, mudando a geometria do espaço, impedindo a gravidade de retardar a expansão do Universo.

No entanto, uma substância que compõe 70% do Universo, mas permanece desconhecida, é frustrante para os cosmologistas. O resultado foi uma reavaliação das ferramentas matemáticas usadas para analisar supernovas que ganhou atenção em 2015, argumentando que as supernovas do Tipo Ia nem sequer mostram que a energia escura existe.

Scolnic e Adam Riess, que ganharam em 2011 o Prêmio Nobel pela descoberta da aceleração da expansão do Universo, escreveram um artigo na edição de 26 de outubro de 2016 da revista Scientific American, refutando as alegações. Eles mostraram que, mesmo que as ferramentas matemáticas usadas para analisar as supernovas do Tipo Ia tivessem sido usadas “incorretamente”, ainda há uma probabilidade de 99,7% do Universo estar se acelerando.

Os novos achados são tranquilizadores para os cientistas que usam as supernovas do Tipo Ia para obter um entendimento cada vez mais preciso da natureza da energia escura, ressaltou Joshua A. Frieman, membro do Laboratório do Acelerador Nacional Fermi (Fermi National Accelerator Laboratory), mas que não esteve envolvido no estudo.

Joshua A. Frieman declarou:

O impacto deste trabalho será o de fortalecer nossa confiança no uso das supernovas do Tipo Ia como sondas cosmológicas.

Fonte

Universidade de Chicago: Research reinforces role of supernovae in clocking the universe

Artigo Científico

Search For Type Ia Supernova NUV-Optical Subclasses

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1611.02984v1 – Search For Type Ia Supernova NUV-Optical Subclasses

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