Astrônomos que analisam dados do Telescópio Espacial James Webb confirmaram uma das supernovas mais distantes já identificadas. Batizada de SN 2023aeaf, ela explodiu quando o Universo tinha cerca de 2 bilhões de anos.
A luz desse evento levou aproximadamente 11,7 bilhões de anos para chegar até nós. O registro permite estudar a morte de uma estrela massiva em uma época em que as galáxias ainda apresentavam poucos elementos pesados.
Explosão vista no passado distante
A SN 2023aeaf apareceu em imagens do levantamento COSMOS-Web e apresenta redshift de 3,195. Na prática, isso coloca a explosão em uma fase muito antiga da história do Universo.
Supernovas provocadas pelo colapso do núcleo de estrelas massivas interessam aos astrônomos por mais de um motivo. Elas ajudam a indicar onde estrelas estão se formando e, quando explodem, modificam o gás ao redor. Esse material pode participar da formação de novas estrelas.
Há, porém, uma lacuna importante no conhecimento científico. A maioria das supernovas estudadas em detalhes está relativamente próxima. No Universo jovem, a concentração de elementos pesados era muito menor, e ainda não está claro se isso alterava o comportamento dessas explosões.
James Webb identifica o tipo do evento
Valeria Aparicio, do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí, e sua equipe compararam a evolução do brilho e das cores da SN 2023aeaf com simulações de diferentes tipos de supernova.
O resultado aponta para uma supernova Tipo II, com probabilidade de 97,2%. Esse fenômeno acontece quando uma estrela massiva esgota seu combustível nuclear. O núcleo de ferro então entra em colapso sob a própria gravidade, desencadeando a explosão.
A presença de hidrogênio no espectro é uma das características desse tipo de evento. Isso ocorre porque a estrela ainda conserva sua camada externa rica nesse elemento quando morre.
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A galáxia que abrigava a estrela também é jovem, pequena e está formando estrelas ativamente. Sua quantidade de elementos pesados é relativamente baixa.
Os pesquisadores afirmam que “o ambiente hospedeiro de baixa massa e pobre em metais da SN 2023aeaf também é consistente com as expectativas para explosões de estrelas massivas em galáxias quimicamente jovens em z ∼ 3”.
Uma explosão quente e azul
O comportamento da supernova foi reproduzido em simulações com o software STELLA. No início, o objeto apresentava temperaturas elevadas e uma aparência especialmente azul.
A hipótese mais compatível com os dados é que a onda de choque tenha atingido uma camada compacta de gás expelida pela própria estrela pouco antes da explosão. Com o enfraquecimento dessa interação, a supernova esfriou e passou para a fase de platô típica de eventos Tipo II.
Os modelos sugerem uma estrela progenitora com aproximadamente 12 vezes a massa do Sol, envolta por cerca de meia massa solar de material circunstelar. Os principais dados que sustentam a análise são:
- Redshift de 3,195, indicando a enorme distância do evento;
- Universo com cerca de 2 bilhões de anos quando a explosão aconteceu;
- Luz que viajou por aproximadamente 11,7 bilhões de anos até chegar à Terra;
- 97,2% de probabilidade de a explosão ser uma supernova Tipo II;
- Estrela progenitora com cerca de 12 massas solares, segundo os modelos.
Os próprios pesquisadores fazem uma ressalva: há poucas observações disponíveis, o que limita a precisão das estimativas sobre a estrela que originou a explosão.
Mesmo assim, a SN 2023aeaf entra para um grupo ainda pequeno de supernovas encontradas além de redshift 3. A descoberta de mais eventos semelhantes pode ajudar a calcular com maior precisão a frequência dessas explosões e, a partir dela, reconstruir como a formação de estrelas evoluiu ao longo da história cósmica.
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