O telescópio James-Webb acompanhou a mesma supernova desde seu brilho máximo até o momento em que suas camadas internas se tornaram diretamente observáveis.
O objeto, denominado SN 2025rbs, está a aproximadamente 14,5 megaparsecs, ou quase 47 milhões de anos-luz. Ele pertence ao tipo Ia. Essas explosões ocorrem quando uma anã branca, o remanescente muito denso de uma estrela, sofre uma reação nuclear descontrolada que a destrói.
Representação artística de uma supernova do tipo Ia: em um sistema binário, uma anã branca explode depois de acumular matéria da estrela vizinha.
Crédito: University of Warwick/Mark Garlick
Os pesquisadores observaram SN 2025rbs três vezes com o James-Webb: 1, 23 e 84 dias depois de seu brilho máximo no visível. Eles combinaram esses dados com observações feitas a partir do solo. O conjunto abrange comprimentos de onda que vão da luz visível ao infravermelho médio, invisível aos nossos olhos.
Essa cobertura oferece uma vantagem particular. No início, a matéria expelida permanece densa o suficiente para ocultar parte do interior. Com sua expansão, ela se torna progressivamente mais transparente. Os astrônomos podem então observar regiões cada vez mais profundas.
Já no máximo de brilho, o James-Webb obteve um espectro inédito no infravermelho médio para uma supernova do tipo Ia nessa fase. Um espectro decompõe a luz de acordo com seus comprimentos de onda. As assinaturas obtidas permitem identificar elementos químicos e estimar as velocidades da matéria que os contém.
Após 23 dias, o infravermelho médio já revelava principalmente emissões produzidas por uma matéria que havia se tornado mais transparente. No 84º dia, essa parte do espectro havia alcançado o que os astrônomos chamam de fase nebular. A luz visível e o infravermelho próximo, por sua vez, ainda mostravam uma transição em andamento.
Os dados também revelam uma organização em camadas. O níquel estável aparece principalmente nas velocidades mais baixas, portanto perto do centro da explosão. O cobalto radioativo ocupa velocidades intermediárias. O argônio se encontra mais para o exterior. Essa distribuição preserva um registro da maneira como a anã branca explodiu.
Outro detalhe ainda resiste aos modelos. Os cálculos reproduzem aproximadamente uma assinatura do magnésio no infravermelho próximo, mas subestimam fortemente algumas assinaturas do mesmo elemento em uma faixa mais distante do infravermelho. As próximas simulações deverão explicar essa diferença para relacionar melhor os espectros observados às condições físicas da explosão.