Webb captura estas três imagens deslocadas no tempo de uma mesma supernova: as leis do Universo à prova
Esses pontos de luz são, na verdade, imagens de uma mesma supernova, chamada H0pe. Sua multiplicação é devida ao efeito de lente gravitacional causado por um aglomerado de galáxias localizado em primeiro plano.
Essa lente cósmica, situada a 3,6 bilhões de anos-luz, deforma a luz da distante supernova, criando três imagens distintas. Cada imagem corresponde a um momento diferente da explosão, um verdadeiro relógio cósmico para os astrônomos.
A supernova H0pe, do tipo Ia, constitui uma ferramenta valiosa para medir a constante de Hubble. Este indicador essencial descreve a velocidade com que o Universo se expande, e seu valor preciso ainda é fonte de debates entre os cientistas.
Graças a essa supernova gravitacionalmente amplificada, os pesquisadores puderam calcular uma nova estimativa da constante de Hubble: 75,4 quilômetros por segundo por megaparsec. Este método inovador, combinado com o poder do telescópio Webb, pode finalmente reduzir as incertezas sobre esse valor fundamental.
Os cientistas também utilizaram dados coletados por telescópios terrestres para confirmar a natureza da supernova H0pe. Essas observações corroboram que esta estrela explodiu há cerca de 3,5 bilhões de anos após o Big Bang, bem antes do surgimento das galáxias modernas.
Uma característica particular desse fenômeno é que cada caminho seguido pela luz apresenta um comprimento diferente. Isso permite obter "atrasos temporais", como se estivéssemos vendo a explosão em três momentos distintos de seu desenrolar.
A constante de Hubble: um mistério cada vez mais obscuro
A constante de Hubble, que mede a velocidade de expansão do Universo, continua sendo um assunto controverso entre os cientistas. As medições locais, ou seja, aquelas realizadas em nosso ambiente cósmico próximo, são consistentes com valores em torno de 73 a 75 km/s/Mpc.
As novas observações da supernova H0pe, realizadas graças ao telescópio James Webb, confirmam essa faixa de valores. Isso reforça, portanto, a validade das medições anteriores feitas principalmente com o telescópio Hubble.
No entanto, esses resultados estão em tensão com as medições feitas sobre a radiação fóssil do Universo, também chamada de fundo difuso cosmológico. Estas últimas, baseadas na observação do Universo jovem, sugerem um valor mais baixo para a constante de Hubble, em torno de 67 km/s/Mpc.
Essa discrepância entre as duas estimativas, chamada de "crise da constante de Hubble", é um dos grandes enigmas da cosmologia atual.
Os pesquisadores esperam que as futuras observações do programa PEARLS (Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science), utilizando as capacidades únicas do telescópio Webb, permitam aperfeiçoar o valor da constante de Hubble. Esses dados adicionais podem, ou resolver a divergência entre os dois conjuntos de medições, ou revelar novas sutilezas sobre a evolução do Universo, ou até mesmo sobre a própria natureza da matéria escura ou da energia escura, que influenciam a expansão cósmica.
O que é uma lente gravitacional?
A lente gravitacional é um fenômeno cósmico previsto pela teoria da relatividade geral de Einstein. Ocorre quando um objeto massivo, como um aglomerado de galáxias, deforma o espaço-tempo ao seu redor. Isso tem o efeito de curvar a trajetória da luz que vem de um objeto distante situado atrás desse aglomerado.
Quando a luz é curvada dessa forma, ela pode ser amplificada e multiplicada, criando imagens duplicadas ou até múltiplas do objeto distante. Esse fenômeno permite que os astrônomos observem objetos muito distantes do Universo, normalmente fracos demais para serem detectados. As lentes gravitacionais, portanto, funcionam como "telescópios naturais", tornando visíveis objetos que, de outra forma, não poderiam ser observados.