Os astrônomos pode, ter identificado a supernova mais distante já observada e que teria se formado quando o universo tinha apenas 730 milhões de anos. A descoberta, feita por meio Telescópio Espacial James Webb (JWST), oferece novas perspectivas sobre a origem de um intenso surto de raios gama registrado em março. Essas explosões súbitas e breves são consideradas algumas das mais poderosas do cosmos.
Identificado como GRB 250314A, o surto foi detectado pelo Monitor de Objetos Variáveis Espaciais, um pequeno telescópio de raios-X desenvolvido por equipes da China e da França. Em questão de dias após o alerta inicial, os cientistas estimaram que a intensa emissão energética se originou de um objeto muito distante, que teria se formado apenas 730 milhões de anos após o Big Bang.
Dado que poucos eventos dessa magnitude energética foram observados nos primeiros bilhões de anos do universo, essa situação representa uma oportunidade rara para os astrônomos investigarem a evolução das estrelas e galáxias que surgiram na infância do cosmos.
Ao analisarem as características desse surto de raios gama, duas equipes de pesquisa encontraram indícios que sugerem que ele pode ter sido gerado por uma estrela em explosão nas fronteiras do universo, validando uma das previsões formuladas por uma das equipes envolvidas no estudo.
A.J. Levan, professor na Universidade Radboud na Holanda e na Universidade de Warwick no Reino Unido, e autor principal de um dos artigos publicados, declarou: “Ficamos impressionados que nossas previsões funcionaram tão bem e que conseguimos demonstrar que o JWST poderia ver estrelas em explosão individuais a distâncias tão extremas”, comentou em entrevista ao Live Science. Os resultados dessas pesquisas foram divulgados em 9 de dezembro na revista Astronomy & Astrophysics.
Os surtos curtos de raios gama, que duram menos de dois segundos, são geralmente associados à fusão de estrelas de nêutrons, os remanescentes ultradensos de estrelas extintas. Por outro lado, os surtos longos acontecem quando estrelas massivas colapsam para formar uma estrela de nêutron ou um buraco negro.
O surto inicial do GRB 250314A teve duração aproximada de dez segundos, categorizando-o como um evento de longa duração. Isso levou os pesquisadores a investigarem se o surto era resultante de uma supernova — a morte catastrófica de uma estrela massiva.
Embora esses surtos sejam breves, eles deixam um brilho residual — uma luz que decai gradualmente com energias inferiores às dos raios gama (incluindo raios-X, luz óptica, rádio e infravermelho) que pode durar vários dias. A maioria das informações sobre esses fenômenos é obtida através desses pós-brilhos mais duradouros.
Para validar suas hipóteses, os pesquisadores precisaram separar a luz proveniente do pós-brilho, da supernova e da galáxia hospedeira. O GRB 250314A gerou um pós-brilho detectável em infravermelho e raios-X; entretanto, esse brilho havia diminuído consideravelmente quando o JWST observou a região meses depois. Assim, ficou claro que outro fator deveria contribuir para a luz observada.
“Isso nos deixa com a tarefa de desvendar a [luz da] galáxia e da supernova”, explicou Levan. Se a maior parte da luz fosse oriunda da galáxia hospedeira, esta teria características incomuns como uma galáxia compacta e notavelmente antiga com estrelas formadas aproximadamente 200 milhões de anos após o Big Bang. “Esse resultado seria intrigante por si só, pois não encontramos muitas galáxias assim e essa não é o tipo esperado para abrigar um surto de raios gama”, acrescentou. Diante disso, os pesquisadores concluíram que as propriedades do surto só poderiam ser explicadas pela ocorrência de uma supernova.
A luminosidade de uma supernova depende da quantidade de material radioativo expelido durante sua explosão, sendo esta quantidade diretamente relacionada à massa do núcleo da estrela no momento da explosão.
Por várias razões, acredita-se que as estrelas no universo primordial possuíam núcleos mais massivos em comparação às observadas atualmente. A supernova vinculada ao GRB 250314A representou uma oportunidade ímpar para estudar as características das estrelas daquela época inicial do universo. Surpreendentemente, ao compará-la com supernovas contemporâneas observadas nas proximidades, descobriram que apresentava semelhanças notáveis com essas explosões estelares modernas.
“Essa pode ser uma exceção; afinal, estamos lidando com um único objeto”, afirmou Levan. “No entanto, isso também pode sugerir que as estrelas em explosão [no universo primitivo] — e assim toda a população estelar — não são tão diferentes quanto pensamos.”
Para confirmar se realmente se tratava de uma supernova, os pesquisadores ainda precisam reavaliar quanta luz observada provém da supernova em si e quanto vem do pós-brilho ou da galáxia hospedeira. Eles planejam realizar observações complementares no próximo ano.
Giovanna Gomes é jornalista e estudante de História pela USP. Gosta de escrever sobre arte, arqueologia e tudo que diz repeito à cultura e à história do ser humano.