Equipe de certos tipos de supernovas, estrelas que explodem, são mais diversificadas do que se pensava, liderada pela Universidade de Arizona um de astrônomos descobriu. Os resultados, publicados em dois artigos publicados no Astrophysical Journal, têm implicações para grandes questões cosmológicas, como a rapidez com que o universo vem se expandindo desde o Big Bang. Mais importante ainda, os resultados sugerem a possibilidade de que a aceleração da expansão do universo pode não ser tão rápido como livros dizem.
A equipe, liderada pela UA astrônomo Peter A. Milne, descobriram que as supernovas do tipo Ia, que têm sido considerados tão uniforme que os cosmólogos têm usado-os como "beacons" cósmicos para sondar as profundezas do universo, realmente cair em diferentes populações. As conclusões são análogas a amostragem de uma seleção de 100 watts de lâmpadas na loja de ferragens e descobrir que eles variam em brilho.
"Descobrimos que as diferenças não são aleatórias, mas levam a separação Ia supernovas em dois grupos, onde o grupo que está em minoria perto de nós estão em maioria a grandes distâncias - e, portanto, quando o universo era mais jovem", disse Milne , astrônomo associado com o Departamento da UA de Astronomia e Steward Observatory. "Existem diferentes populações lá fora, e eles não foram reconhecidos. A grande hipótese foi de que como você vai de perto e de longe, as supernovas do tipo Ia são os mesmos. Isso não parece ser o caso."
A descoberta lança nova luz sobre o ponto de vista atualmente aceita do universo se expandindo a um ritmo mais rápido e mais rápido, separadas por uma força mal compreendida chamada energia escura. Esta visão é baseada em observações que resultaram no Prêmio Nobel de Física 2011 atribuído a três cientistas, incluindo o ex-aluno da UA Brian P. Schmidt .
Os ganhadores do Prêmio Nobel descobertos independentemente de que muitas supernovas apareceu mais fraco do que o previsto porque mudaram-se mais longe da Terra do que deveria ter feito se o universo se expandiu com a mesma taxa. Isto indicou que a taxa com que as estrelas e galáxias se afastam uma da outra está a aumentar; em outras palavras, algo que foi empurrando o universo à parte mais e mais rápido.
"A idéia por trás desse raciocínio," Milne explicou, "é que supernovas do Tipo Ia acontecer de ser o mesmo brilho - todos eles acabam bastante semelhante quando explodem Uma vez que as pessoas soubessem o porquê, eles começaram a usá-los como mileposts para o outro lado. do universo.
"As supernovas distantes deve ser como os próximos, porque eles se parecem com eles, mas porque eles são mais fracos do que o esperado, ele levou as pessoas a concluir que eles estão mais longe do que o esperado, e isso, por sua vez, levou à conclusão de que o universo está se expandindo mais rápido do que ele fez no passado ".
Milne e seus co-autores - Ryan J. Foley da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign , Peter J. Brown na Texas A & M University e Gautham Narayan do Observatório Nacional de Astronomia Óptica , ou NOAO, em Tucson - observou-se uma grande amostra de supernovas tipo Ia em luz ultravioleta e visível. Para seu estudo, eles combinaram observações feitas pelo Telescópio Espacial Hubble com aquelas feitas por da NASA satélite Swift .
Os dados coletados com Swift foram cruciais, porque as diferenças entre as populações - pequenas mudanças em direção ao vermelho ou o espectro azul - são sutis na luz visível, que tinha sido usado para detectar supernovas do Tipo Ia anteriormente, mas tornou-se óbvio somente através do Swift dedicado acompanhamento observações no ultravioleta.
A supernova Tipo Ia, SN1994D, é mostrado explodindo em canto inferior esquerdo da imagem na parte superior da página da galáxia NGC 4526 obtida pelo Telescópio Espacial Hubble. ( alta-Z Supernova Procurar Team , HST, NASA)
"Estes são os grandes resultados", disse Neil Gehrels, investigador principal do satélite Swift, que co-autor do primeiro trabalho."Estou muito contente que Swift tenha fornecido tais observações importantes, que foram feitas para um objetivo ciência que é completamente independente da missão primária. Ele demonstra a flexibilidade do nosso satélite para responder a novos fenômenos rapidamente."
"A constatação de que havia dois grupos de supernovas do Tipo Ia iniciados com os dados Swift", disse Milne. "Então nós passamos por outros conjuntos de dados para ver se vemos o mesmo. E encontramos a tendência de estar presente em todos os outros conjuntos de dados.
"Como você está indo para trás no tempo, vemos uma mudança na população supernovas", acrescentou. "A explosão tem algo diferente sobre isso, algo que não saltar para fora em você quando você olha para ele na luz óptica, mas nós o vemos no ultravioleta.
"Uma vez que ninguém percebeu que, antes, todas essas supernovas foram lançados no mesmo barril. Mas se você olhasse para 10 deles nas proximidades, os 10 vão ser mais vermelho, em média, de uma amostra de 10 supernovas distantes."
Os autores concluem que alguns da aceleração relataram do universo pode ser explicada por diferenças de cor entre os dois grupos de supernovas, deixando menos aceleração do que o inicialmente relatado. Isso, por sua vez, exigem menos energia escura do que o actualmente assumida.
Essa mesma galáxia em uma imagem da NASA Swift abaixo é mostrado, com barras que indicam a localização da supernova SN 2011fe. A imagem Swift é uma imagem de cores falsas com emissão UV azul e óptica emissão vermelha. (NASA / Swift)
"Estamos propondo que os nossos dados sugerem que pode haver menos energia escura do que o conhecimento de livros didáticos, mas não podemos colocar um número sobre isso", disse Milne. "Até o nosso papel, as duas populações de supernovas foram tratados como a mesma população. Para obter essa resposta final, o que você precisa fazer todo esse trabalho novamente, separadamente para o vermelho e azul para a população."
Os autores apontam que mais dados têm de ser recolhidos antes que os cientistas podem entender o impacto sobre as medidas atuais de energia escura. Os cientistas e os instrumentos no Arizona vai desempenhar um papel importante nesses estudos, de acordo com Milne. Estes incluem projectos liderados por NOAO; o Grande Telescópio Synoptic Survey, ou LSST, cujo espelho primário foi produzido na UA; e uma câmera construída por Imaging Technology Lab da UA para o telescópio Super-LOTIS em Kitt Peak sudoeste de Tucson. Super-LOTIS é um telescópio robótico que vai usar a nova câmera para acompanhar explosões de raios gama - a "mordaça flash" de uma supernova - detectada por Swift.
The Daily Galaxy via University of Arizona
Crédito da imagem: http://www.darkenergysurvey.org/science/SN1A.shtml
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