p O astrônomo Ed Shaya estava em seu escritório examinando dados do telescópio espacial Kepler da NASA em 2012, quando percebeu algo incomum:a luz de uma galáxia havia aumentado rapidamente em 10 por cento. O súbito aumento de luz deixou Shaya instantaneamente animado, mas também nervoso. O efeito pode ser explicado pela explosão massiva de uma estrela - uma supernova! - ou, mais preocupante, um erro do computador. p "Eu só me lembro daquele dia, sem saber se devo acreditar ou não, "ele lembra. Em vez de comemorar, ele pensou, "Eu cometi um erro? Estou fazendo tudo errado?"

p Explosões estelares forjam e distribuem materiais que compõem o mundo em que vivemos, e também contém pistas de quão rápido o universo está se expandindo. Compreendendo as supernovas, os cientistas podem desvendar mistérios que são a chave para o que somos feitos e o destino do nosso universo. Mas para obter a imagem completa, os cientistas devem observar as supernovas de uma variedade de perspectivas, principalmente nos primeiros momentos da explosão. Isso é realmente difícil - não há como dizer quando ou onde uma supernova pode acontecer a seguir.

p Um pequeno grupo de astrônomos, incluindo Shaya, percebeu que o Kepler poderia oferecer uma nova técnica para a caça de supernovas. Lançado em 2009, O Kepler é mais conhecido por ter descoberto milhares de exoplanetas. Mas como um telescópio que olha para áreas isoladas do espaço por longos períodos de tempo, pode capturar um vasto tesouro de outros tesouros cósmicos - especialmente o tipo que muda rapidamente ou aparece e desaparece de vista, como supernovas.

p "O Kepler abriu uma nova maneira de olhar para o céu, "disse Jessie Dotson, Cientista do projeto Kepler, baseado no Ames Research Center da NASA, no Vale do Silício, na Califórnia. "Ele foi projetado para fazer uma coisa muito bem, que era encontrar planetas em torno de outras estrelas. A fim de fazer isso, tinha que fornecer alta precisão, dados contínuos, que tem sido valioso para outras áreas da astronomia. "

p Originalmente, Shaya e seus colegas estavam procurando por núcleos galácticos ativos em seus dados do Kepler. Um núcleo galáctico ativo é uma área extremamente brilhante no centro de uma galáxia, onde um buraco negro voraz é cercado por um disco de gás quente. Eles pensaram em procurar por supernovas, mas como as supernovas são eventos raros, eles não mencionaram isso em sua proposta. "Era muito duvidoso, "Shaya disse.

p Não tenho certeza se o sinal de supernova que ele encontrou era real, Shaya e seu colega da Universidade de Maryland, Robert Olling, passaram meses desenvolvendo software para calibrar melhor os dados do Kepler, levando em consideração as variações de temperatura e o apontamento do instrumento. Ainda, o sinal da supernova persistiu. Na verdade, eles encontraram mais cinco supernovas em sua amostra Kepler de mais de 400 galáxias. Quando Olling mostrou um dos sinais para Armin Rest, que agora é astrônomo no Space Telescope Science Institute em Baltlimore, O queixo de Rest caiu. "Comecei a babar, "disse ele. A porta se abriu para uma nova maneira de rastrear e compreender as explosões estelares.

p Hoje, esses astrônomos fazem parte do Kepler Extra-Galactic Survey, uma colaboração entre sete cientistas nos Estados Unidos, Austrália e Chile em busca de supernovas e núcleos galácticos ativos para explorar a física de nosso universo. A data, eles encontraram mais de 20 supernovas usando dados da espaçonave Kepler, incluindo um tipo exótico relatado por Rest em um novo estudo em Astronomia da Natureza . Muitos mais estão sendo registrados pelas observações em andamento do Kepler.

p "Temos algumas das supernovas mais bem compreendidas, "disse Brad Tucker, astrônomo do Mt. Stromlo Observatory na Australian National University, que faz parte do Kepler Extra-Galactic Survey.

p Por que nos preocupamos com as supernovas?

p Um antigo mistério na astrofísica é como e por que as estrelas explodem de maneiras diferentes. Um tipo de supernova acontece quando uma densa, uma estrela morta chamada anã branca explode. Um segundo tipo acontece quando uma única estrela gigantesca se aproxima do fim de sua vida, e seu núcleo não pode mais suportar as forças gravitacionais que agem sobre ele. Os detalhes dessas categorias gerais ainda estão sendo elaborados.

p O primeiro tipo, chamado de "tipo Ia" (pronunciado como "um a") é especial porque o brilho intrínseco de cada uma dessas supernovas é quase o mesmo. Os astrônomos usaram essa propriedade padrão para medir a expansão do universo e descobriram que as supernovas mais distantes eram menos brilhantes do que o esperado. Isso indicava que eles estavam mais longe do que os cientistas pensavam, à medida que a luz se estendeu sobre o espaço em expansão. Isso provou que o universo está se expandindo a uma taxa acelerada e rendeu a esses pesquisadores o Prêmio Nobel em 2011. A teoria principal é que uma força misteriosa chamada "energia escura" está empurrando tudo no universo para além de tudo o mais, cada vez mais rápido.

p Mas à medida que os astrônomos encontram mais e mais exemplos de explosões do tipo Ia, incluindo com Kepler, eles percebem que nem todos são criados iguais. Enquanto algumas dessas supernovas acontecem quando uma anã branca rouba de sua companheira muita matéria, outros são o resultado da fusão de duas anãs brancas. Na verdade, as fusões de anãs brancas podem ser mais comuns. Mais pesquisas de supernovas com o Kepler ajudarão os astrônomos em uma busca para descobrir se diferentes mecanismos de tipo Ia resultam em algumas supernovas sendo mais brilhantes do que outras - o que seria uma chave em como elas são usadas para medir a expansão do universo.

p "Para ter uma ideia melhor de como restringir a energia escura, temos que entender melhor como essas supernovas do tipo Ia são formadas, "Resto disse.

p Outro tipo de supernova, a variedade "colapso do núcleo", acontece quando uma estrela massiva termina sua vida em uma explosão. Isso inclui supernovas do "Tipo II". Essas supernovas têm uma onda de choque característica chamada de "fuga de choque, "que foi capturado pela primeira vez em luz óptica pelo Kepler. A equipe do Kepler Extra-Galactic Survey, liderado pelo membro da equipe Peter Garnavich, professor de astrofísica da Universidade de Notre Dame em Indiana, detectou este choque nos dados do Kepler de 2011 de uma supernova chamada KSN 2011d, uma explosão de uma estrela cerca de 500 vezes o tamanho do nosso sol. Surpreendentemente, a equipe não encontrou uma ruptura de choque em uma supernova menor do tipo II chamada KSN 2011a, cuja estrela era 300 vezes o tamanho do Sol, mas em vez disso encontrou a supernova aninhada em uma camada de poeira, sugerindo que há diversidade nas explosões estelares do tipo II, também.

p Dados do Kepler revelaram outros mistérios sobre as supernovas. O novo estudo liderado pela Rest in Nature Astronomy descreve uma supernova a partir de dados capturados pela missão estendida de Kepler, chamado K2, que atinge seu brilho máximo em pouco mais de dois dias, cerca de 10 vezes menos do que os outros tomam. É o exemplo mais extremo conhecido de uma supernova de "transição luminosa de evolução rápida" (FELT). Os FELTs são tão brilhantes quanto a variedade do tipo Ia, mas aumenta em menos de 10 dias e desaparece em cerca de 30. É possível que a estrela tenha expelido uma densa camada de gás cerca de um ano antes da explosão, e quando a supernova aconteceu, o material ejetado atingiu a casca. A energia liberada naquela colisão explicaria o rápido brilho.

p Por que Kepler?

p Os telescópios da Terra oferecem muitas informações sobre estrelas em explosão, mas apenas em curtos períodos de tempo - e apenas quando o Sol se põe e o céu está claro - então é difícil documentar os efeitos "antes" e "depois" dessas explosões. Kepler, por outro lado, oferece aos astrônomos a rara oportunidade de monitorar trechos únicos do céu continuamente por meses, como a câmera do painel de um carro que está sempre gravando. Na verdade, a missão principal do Kepler, que funcionou de 2009 a 2013, entregou quatro anos de observações do mesmo campo de visão, tirando uma foto a cada 30 minutos. Na missão estendida K2, o telescópio mantém seu olhar fixo por cerca de três meses.

p Com telescópios terrestres, astrônomos podem dizer a cor da supernova e como ela muda com o tempo, o que permite que eles descubram quais produtos químicos estão presentes na explosão. A composição da supernova ajuda a determinar o tipo de estrela que explodiu. Kepler, por outro lado, revela como e por que a estrela explode, e os detalhes de como a explosão progride. Usando os dois conjuntos de dados juntos, os astrônomos podem obter imagens mais completas do comportamento das supernovas do que nunca.

p Os planejadores da missão Kepler reviveram o telescópio em 2013, após o mau funcionamento da segunda de suas quatro rodas de reação - dispositivos que ajudam a controlar a orientação da espaçonave. Na configuração chamada K2, ele precisa girar a cada três meses ou mais - marcando "campanhas" de observação. Membros do Kepler Extra-Galactic Survey argumentaram que, na missão K2, O Kepler ainda pode monitorar supernovas e outras exóticas, objetos astrofísicos distantes, além de exoplanetas.

p As possibilidades eram tão empolgantes que a equipe do Kepler planejou duas campanhas de observação K2 especialmente úteis para coordenar estudos de supernovas com telescópios terrestres. Campanha 16, que começou em 7 de dezembro, 2017, e terminou em 25 de fevereiro, 2018, incluiu 9, 000 galáxias. Existem cerca de 14, 000 na Campanha 17, que está apenas começando agora. Em ambas as campanhas, O Kepler está voltado para a direção da Terra para que os observadores no solo possam ver o mesmo pedaço de céu que a espaçonave. As campanhas entusiasmaram uma comunidade de pesquisadores que podem se beneficiar dessa rara coordenação entre o Kepler e os telescópios no solo.

p Um possível avistamento recente irritou os astrônomos no domingo do Super Bowl deste ano, mesmo se eles não estivessem no jogo. Naquele dia "super", o All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASASSN) relatou uma supernova na mesma galáxia próxima que Kepler estava monitorando. Este é apenas um dos muitos eventos candidatos que os cientistas estão ansiosos para acompanhar e talvez usar para entender melhor os segredos do universo.

p Mais algumas supernovas podem vir do Transiting Exoplanet Survey Satellite da NASA, (TESS), com lançamento previsto para 16 de abril. Nesse ínterim, os cientistas terão muito trabalho pela frente assim que receberem o conjunto de dados completo das campanhas focadas em supernovas do K2.

p "Será um tesouro de informações sobre supernovas nos próximos anos, "Disse Tucker.