Muitas estrelas terminam a sua vida explodindo, mas apenas algumas dessas explosões estelares foram observadas a acontecer. Até agora, sempre que isso ocorreu, foi por uma questão de sorte. A 11 de dezembro de 2015, os astrónomos lograram não apenas fotografar uma supernova em ação, mas vê-la no momento em que tinham previsto que acontecesse.

A supernova Refsdal [1] foi observada no enxame de galáxias MACS J1149.5+2223. A luz deste enxame levou cerca de cinco mil milhões de anos a chegar até nós e a própria supernova explodiu muito antes, há cerca de 10 mil milhões de anos [2].

A história de Refsdal começou em novembro de 2014, quando os cientistas observaram quatro imagens diferentes da supernova num um efeito raro, conhecido como Cruz de Einstein, em torno de uma galáxia do enxame MACS J1149.5+2223 [3]. A massa de uma única galáxia dentro do enxame deforma e amplia a luz da explosão estelar distante, provocando uma ilusão ótica cósmica, num processo conhecido como lente gravitacional.

"Ao estudarmos a supernova, percebemos que a galáxia em que ela explodiu já era conhecida por estar a sofrer um efeito de lente," disse Steve Rodney, da Universidade da Carolina do Sul, coautor do artigo. "A galáxia que hospeda a supernova aparece-nos em pelo menos três imagens distintas produzidas por deformação da luz devida à massa no enxame de galáxias. "

Estas múltiplas imagens da galáxia dão-nos uma oportunidade rara. Como a matéria no enxame - tanto a escura como a visível - está desigualmente distribuída, a luz que cria cada uma destas imagens segue um caminho diferente, com um comprimento diferente. Isto implica que as imagens da galáxia que hospeda a supernova sejam vistas em momentos diferentes.

Usando outras galáxias que sofrem o efeito de lente no enxame e combinando-as com a descoberta do evento da Cruz de Einstein em 2014, os astrónomos foram capazes de fazer previsões precisas para o reaparecimento da supernova. Os cálculos também indicaram que a primeira imagem da supernova surgiu em 1998 - um evento não observado por qualquer telescópio. Para estas previsões foram usadas algumas técnicas de modelagem muito sofisticadas.

"Usamos sete modelos diferentes do enxame para calcular quando e onde a supernova iria aparecer no futuro. Foi um enorme esforço de equipa reunir os dados de entrada necessários, usando o Hubble, o VLT-MUSE e o Keck, e construir os modelos de lente," explicou Tommaso Treu, da Universidade da Califórnia em Los Angeles, principal autor do artigo sobre comparação de modelos. "E de uma forma notável todos os sete modelos previam aproximadamente a mesma altura para o aparecimento da nova imagem da estrela em explosão".

Desde o final de outubro de 2015 que o Hubble tem seguido periodicamente MACS J1149.5+2223, na esperança de observar a reprise exclusiva da explosão distante e provar que os modelos estavam corretos. A 11 de dezembro, Refsdal fez finalmente a reaparição prevista.

Aqui, um vídeo ( https://youtu.be/UUMlYBeU4yE ) que mostra os três aparecimentos da supernova Refsdal no enxame de galáxias MACS J1149.5+2223.

"O Hubble tem mostrado o melhor do método científico moderno," disse Patrick Kelly, da Universidade da Califórnia, Berkeley, principal autor dos artigos sobre a descoberta e reaparecimento e coautor do artigo sobre comparação de modelos. "Testar previsões através de observações fornece meios poderosos para melhorarmos a nossa compreensão do cosmos."

Detetar o reaparecimento de Refsdal foi uma oportunidade única para os astrónomos testarem os seus modelos sobre como a massa - especialmente a misteriosa matéria escura - está distribuída dentro deste enxame de galáxias. Os astrónomos estão agora ansiosos por saber que outras surpresas o programa em curso do Hubble, Frontier Fields, irá trazer à luz.

Notas:
[1] A supernova tem o nome de Refsdal em homenagem ao astrónomo norueguês Sjur Refsdal, que, em 1964, propôs pela primeira vez o uso de imagens retardadas de uma supernova sob o efeito de lente para estudar a expansão do Universo.

[2] O Observatório W.M. Keck, em Mauna Kea, no Havai, foi utilizado para medir o redshift da galáxia que hospeda a supernova (z = 1,491), que ajuda a determinar a sua distância.

[3] O Hubble observou MACS J1149.5+2223 através dos programas GLASS (Grism Lens Amplified Survey from Space) e Frontier Fields. Ambos os programas estão a explorar as propriedades de lente de enxames de galáxias para examinar a matéria escura que contêm e algumas das galáxias mais distantes que se situam para lá deles.

Fonte da notícia: http://spacetelescope.org/news/heic1525/