Expansão do Universo pode já estar desacelerando, indica análise de supernovas da Universidade Yonsei

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Uma equipe de astrônomos da Universidade Yonsei, na Coreia do Sul, apresenta evidências de que a expansão do Universo pode ter deixado de acelerar e já estaria entrando em um regime de desaceleração. A conclusão, publicada no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, deriva de uma reavaliação do brilho de centenas de supernovas do tipo Ia — fonte de dados usada há décadas como padrão para calcular distâncias cósmicas — e de sua combinação com informações independentes de ecos do Big Bang. O resultado, ao favorecer modelos em que a energia escura enfraquece ao longo do tempo, reabre discussões centrais sobre a dinâmica do cosmos e sobre a chamada tensão de Hubble.

Quem lidera a investigação

O trabalho é encabeçado por pesquisadores do Departamento de Astronomia da Universidade Yonsei. À frente está o professor Young-Wook Lee, acompanhado por colegas como Chul Chung, ambos especializados em evolução estelar e em cosmologia observacional. O grupo, que há anos monitora supernovas e galáxias hospedeiras, concentrou esforços em entender como a idade das populações estelares interfere na luminosidade dessas explosões. A participação de colaboradores externos incluiu o cruzamento com catálogos do Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI), instalado nos Estados Unidos para mapear objetos distantes.

O fenômeno investigado: expansão cósmica e energia escura

Desde o fim da década de 1990, dados de supernovas tipo Ia levaram a comunidade científica a concluir que o Universo se expande em ritmo acelerado, impulso geralmente atribuído a uma componente enigmática batizada de energia escura. O consenso baseou-se na premissa de que essas supernovas atuam como “velas padrão”, isto é, exibem brilho intrínseco praticamente constante e, portanto, funcionam como marcadores confiáveis de distância. A pesquisa coreana põe essa suposição em xeque ao demonstrar que o brilho não é totalmente padronizado; ele sofre influência, ainda que sutil, da idade das estrelas progenitoras.

Como a correção de idade foi aplicada

Na análise de Yonsei, cada supernova foi associada à idade média das estrelas de sua galáxia hospedeira. Os pesquisadores identificaram um desvio sistemático: explosões em ambientes jovens, povoados por estrelas formadas recentemente, tendem a parecer ligeiramente mais fracas do que aquelas localizadas em galáxias dominadas por populações antigas. Ajustando matematicamente essa dependência, o time recalibrou a luminosidade das supernovas ao longo de toda a amostra. A correção, segundo os autores, remove um viés que permanecera despercebido nos estudos originais e altera a geometria resultante do Universo calculada a partir desses objetos.

Confronto com o modelo ΛCDM

Após a recalibração, as curvas de brilho versus distância obtidas deixaram de se encaixar confortavelmente no modelo cosmológico ΛCDM com constante cosmológica invariável, cenário que supõe energia escura de densidade fixa no tempo. Em vez disso, os pontos ajustados favorecem interpretações em que a densidade dessa componente diminui na era atual, permitindo uma transição de aceleração para desaceleração. Esse desvio estatístico adquire relevância porque, por mais de duas décadas, o ΛCDM constituiu a espinha dorsal de praticamente todas as estimativas sobre idade, geometria e destino do cosmos.

Integração com ecos do Big Bang

Para testar a consistência da nova leitura, os astrônomos combinaram os resultados corrigidos de supernovas com medições de oscilações acústicas de bárions (BAO). Esses ecos fossilizados da expansão primordial são observados no arranjo de galáxias e servem como régua cósmica independente. Somaram-se ainda dados da radiação cósmica de fundo em micro-ondas, o brilho residual do Big Bang. De acordo com o estudo, a convergência entre esses três conjuntos — supernovas corrigidas, BAO e radiação de fundo — amplia a plausibilidade de um Universo cuja energia escura evolui rapidamente e cuja expansão já desacelera.

Papel do DESI na verificação

O Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI), em operação desde 2020, coleta espectros de milhões de objetos celestes para refinar medições de BAO. Levantamentos recentes do projeto, que não incorporavam a correção por idade das supernovas, indicavam desaceleração apenas em um futuro remoto. A equipe de Yonsei testou os mesmos dados espectroscópicos, mas substituiu a amostra original de supernovas pela versão corrigida. A discrepância entre os dois diagnósticos sugere que o tratamento da idade estelar pode ser decisivo para resolver divergências nos cenários cosmológicos.

Perspectivas com o Observatório Vera C. Rubin

Nos próximos cinco anos, o recém-inaugurado Observatório Vera C. Rubin, no Chile, deve ampliar drasticamente o número de supernovas tipo Ia mapeadas. A expectativa é ultrapassar a marca de 20 mil novas galáxias hospedeiras com idade estelar estimada e, assim, produzir uma base estatística capaz de confirmar ou refutar de forma robusta a hipótese de desaceleração atual. Os astrônomos responsáveis pelo estudo reforçam que a precisão fotométrica do Rubin, aliada a cronogramas de observação em cadência curta, facilitará a identificação das explosões logo nos primeiros dias, etapa vital para medir com exatidão seu brilho máximo.

Impacto sobre a tensão de Hubble

A possível mudança de regime na expansão cósmica oferece um novo ângulo para a chamada tensão de Hubble, descompasso entre métodos que calculam a taxa de expansão em escalas próximas e distantes. Caso a energia escura realmente varie em intensidade, o valor obtido para o parâmetro de Hubble pode depender de qual época é analisada, mitigando parte do conflito entre técnicas baseadas em supernovas, em radiação de fundo ou em BAO. Embora o estudo não resolva definitivamente a controvérsia, ele fornece uma peça adicional para o quebra-cabeça e aponta a necessidade de revisões simultâneas de múltiplos marcadores cosmológicos.

Repercussões metodológicas e tecnológicas

Além do mérito científico, a abordagem adotada incentiva avanços instrumentais e computacionais. A exigência de calibração fina do brilho supernoval fortalece o desenvolvimento de sensores de altíssima estabilidade, algoritmos de correção automática e bancos de dados cross-matcheados em larga escala. Tais ferramentas repercutem em aplicações que vão desde a captura de imagem científica até o processamento de sinais para satélites ou diagnósticos médicos, áreas em que minimizar variações sistemáticas é igualmente crítico.

Próximos passos e verificações independentes

Para consolidar ou refutar a hipótese de desaceleração já iniciada, a comunidade cosmológica aguarda medições vindas de levantamentos fotométricos e espectroscópicos complementares. Iniciativas como o Legacy Survey of Space and Time, conduzido pelo Observatório Rubin, e expansões do próprio DESI, deverão fornecer conjuntos de dados independentes, com maior cobertura de céus e diversidade de galáxias hospedeiras. Cada amostra será examinada quanto à influência da idade estelar, permitindo testes livres de evolução, nos quais apenas supernovas originadas em populações coevas são comparadas ao longo de toda a faixa de distâncias.

Se confirmada, a leitura de que a expansão cósmica já desacelera exigirá a reavaliação de inúmeros parâmetros adotados pela cosmologia contemporânea e possivelmente inaugurará um novo capítulo na compreensão da energia escura, até agora descrita como componente dominante e estática. O debate permanece aberto e aguarda, nos próximos anos, evidências que definam o rumo da discussão.