Alta resolução de simulação de uma galáxia hospedando uma supernova super-luminosa e seu ambiente caótico no início do Universo CRÉDITO: Adrian Malec e Marie Martig (Swinburne University).
As explosões de estrelas mais distantes no universo foram descobertas, e os cientistas sugerem que poderá um dia ver a morte das primeiras estrelas que surgiram após o Big Bang, dizem os pesquisadores.
Futuras pesquisas de tais e remotas poderosas explosões poderiam lançar luz sobre a evolução do Universo desde o Big Bang, acrescentou os investigadores .
As explosões de estrelas mais poderosas são supernovas, que são brilhantes o suficiente para ofuscar brevemente todas as estrelas em galáxias de sua casa. Nos últimos 12 anos, os astrónomos detectaram uma nova classe de supernova, os chamados super-luminosos de supernovas , que chega de ser 100 vezes mais brilhante do que todos os outros.
"Super-luminosa supernovas são eventos muito energéticos e extremamente raro", o principal autor do estudo Jeff Cooke, astrônomo da Universidade Swinburne de Tecnologia em Hawthorn, Austrália, disse a SPACE.com. "Eles são muito destrutivos também. No início do universo, muitas galáxias foram bastante pequenas, mas bem vigorosamente em formação de estrelas. Uma única supernova deste tipo poderia interromper uma fração significativa de tal galáxia e até causar danos, em alguns casos, fazer com que o processo de formação de estrelas chegar a um impasse. "
No entanto, nas galáxias maiores, onde os super-luminosos de supernovas ganham menos de um impacto global, o material arrancado deles "fornece as sementes para formar novas estrelas, e as ondas de choque das explosões pode ajudar a comprimir o gás nessas galáxias a acelerar o processo de formação de estrelas ", Cooke adicionado. "Então, eles podem ser os portadores da morte ou os portadores de vida para as estrelas.
Detectar e medir a taxa de supernovas super-luminosa no início do universo ajuda a esclarecer o seu papel na formação e evolução das galáxias."
Origens misteriosas
As origens dos super-luminosos de supernovas permanecem misteriosas. Os investigadores pensam que alguns deles resulta da detonação de estrelas extraordinariamente grandes 100-250 vezes a massa do sol. Estes hoje, são o tipo mais raro de supernova super-luminosa , conhecida como radioativamente alimentado SLSNe-R, ou como par-instabilidade supernovas.
Astrofísicos suspeitam que dentro das estrelas que deram origem a essas supernovas, as condições são perfeitas para a luz de raios gama para converter em pares de elétrons e os seus homólogos de antimatéria, conhecidos como pósitrons. Estes raios gama-normalmente ajudam exercer pressão que ajudam a sustentar a estrela contra os efeitos de esmagamento da gravidade. Como os raios gama são convertidos à matéria, a estrela perde esse apoio, causando colapso sobre si mesmo. Este colapso desencadeia uma explosão descontrolada termonuclear que remove completamente o astro.
"As estrelas progenitoras a estas supernovas têm a física realmente interessantes acontecendo dentro deles antes da explosão que foi teorizado há muito tempo, mas só recentemente se observou," disse Cooke.
As estrelas gigantes que dão origem a par de instabilidade-supernovas são muito maiores do que qualquer existente hoje, e são pensados para ter sido mais comum no universo primordial . Isto é porque os elementos mais pesados que o hélio não existia em quantidades significantes de hoje, então, o que poderia ajudar a sugar o calor, de modo que o gás poderia esfriar e o colapso para formar novas estrelas.
Estes elementos relativamente pesados - incluindo carbono, oxigênio, ferro e maior parte da matéria vista na Terra - só começou a ser forjada em grandes quantidades durante as vidas e mortes violentas das primeiras estrelas.
"A primeira geração de estrelas nascidas depois do Big Bang formadas a partir de gás primitivo ", disse Cooke. "Suas mortes de supernovas subsequentes poluídas do universo com elementos mais pesados e a geração seguinte de estrelas formadas a partir deste gás enriquecido. Assim, a primeira geração de estrelas foi verdadeiramente única."
Em vez disso, para superar a falta de ingredientes de refrigeração e criar as primeiras estrelas, com enormes quantidades de massa foram necessários para gerar os campos de gravidade poderosos. Esta força gravitacional ajudou o gás e colapso juntos para detonar a formação de estrelas.
Olhando para o abismo do tempo
Para encontrar essas estrelas gigantes eantigas e seus super-luminosas supernovas, os pesquisadores olharam para os confins do universo. Desde que a luz leva tempo para viajar, quanto mais distante a estrela, mais longe sua luz viaja e as mais velhas estrelas é quando são observados. Isso significa que as estrelas mais distantes e antigas também podem ser vistas por astrônomos.
Cientistas focados em antigos super-luminosos de supernovas que explodiram mais de 10 bilhões de anos atrás, de volta quando o Universo tinha menos de um quarto de sua idade 13,7 bilhões no ano corrente. Ao combinar todas as imagens disponíveis da Pesquisa Legado Canadá-França-Havaí Telescope para criar as mais profundas e possíveis imagens, os cientistas descobriram duas supernovas, que ocorreu cerca de 10,4 bilhões de anos atrás, o outro cerca de 12,1 bilhões de anos atrás. Até agora, a supernova mais distante visto veio de uma explosão cerca de 10,8 bilhões de anos atrás.
Um, ou possivelmente ambos, destes recém super-luminosos de supernovas são par-instabilidade supernovas. Até agora, os astrônomos tinham detectado apenas uma supernova par-instabilidade com certeza.
O padrão de luz visto por estas supernovas recém-descobertas sugerem que eles realmente não vêm da primeira geração de estrelas. Ainda assim, "uma das coisas mais interessantes são que este trabalho demonstra que temos a técnica e a tecnologia agora para detectar a morte da primeira geração de estrelas que se formaram após o Big Bang", disse Cooke. "Anterior a este trabalho, assumiu-se que seria necessário esperar até que a próxima década para os instrumentos programados e telescópios de grande abertura para fazer essas detecções."
"As primeiras estrelas a se formar após o Big Bang colocou a estrutura para o longo processo de enriquecimento do universo, que produziu o conjunto diversificado de galáxias, estrelas e planetas que vemos ao nosso redor hoje", disse Cooke. "Nossas descobertas significam que agora temos os meios para investigar este processo desde o início."
Os pesquisadores agora estão se concentrando em eventos provavelmente ligados com a primeira geração de estrelas. "O gás puro que estas estrelas requerer está previsto para ser encontrado na periferia de galáxias distantes ou em áreas onde não há galáxia visível", disse Cooke. "Nós chamamos as supernovas de" supernovas órfão "essas regiões remotas, porque não há uma máquina óbvia associada com eles. Este projeto já está encontrando alguns eventos interessantes."
Além disso, os cientistas pretendem usar super-luminosos de supernovas ", como balizas brilhantes que temporariamente acendem sua galáxia anfitriã do interior", acrescentou Cooke. "Eventos detectados quando estão no seu mais brilhante em pesquisas futuras irá revelar as propriedades do gás nas galáxias que hospedam os que, de outro modo invisíveis."
Os cientistas publicaram suas descobertas online 31 outubro na revista Nature.
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