Astrônomos que analisam os dados do Telescópio Espacial James Webb confirmaram a detecção de uma das supernovas mais distantes já identificadas. Esta supernova, denominada SN 2023aeaf, ocorreu quando o Universo tinha cerca de dois bilhões de anos.
A luz deste evento levou aproximadamente 11,7 bilhões de anos para chegar à Terra. Este material de registro permite estudar a morte de uma estrela massiva em uma época em que as galáxias ainda continham poucos elementos pesados. A SN 2023aeaf foi registrada nas imagens da pesquisa COSMOS-Web e possui um desvio para o vermelho de 3,195, colocando a explosão em um estágio muito inicial da história do Universo.
Supernovas causadas pelo colapso dos núcleos de estrelas massivas são de grande interesse para os astrônomos por várias razões. Elas ajudam a determinar locais de formação estelar e alteram o gás circundante durante a explosão, que pode então participar na formação de novas estrelas. No entanto, existe uma lacuna significativa no conhecimento científico, pois a maioria das supernovas detalhadamente estudadas está relativamente próximas. No Universo jovem, a concentração de elementos pesados era significativamente menor, e não está claro se isso afetou o comportamento de tais explosões.
Valeria Aparisio, do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí, e sua equipe compararam a evolução de brilho e cor da SN 2023aeaf com simulações de diferentes tipos de supernovas. Os resultados mostraram que esta é uma supernova Tipo II com 97,2% de probabilidade. Este fenômeno ocorre quando uma estrela massiva esgota seu combustível nuclear, e o núcleo de ferro colapsa sob sua própria gravidade, causando uma explosão. A presença de hidrogênio no espectro é uma característica desse tipo de evento, pois a estrela retém sua camada externa rica nesse elemento antes de morrer.
A galáxia onde a estrela estava também é jovem, pequena e forma estrelas ativamente, possuindo um conteúdo relativamente baixo de elementos pesados. Os pesquisadores afirmam que 'o hospedeiro de baixa massa e pobre em metais da SN 2023aeaf também corresponde às expectativas para explosões de estrelas massivas em galáxias quimicamente jovens em z ∼ 3'.
O comportamento da supernova foi reproduzido em simulações usando o software STELLA. Inicialmente, o objeto exibiu altas temperaturas e uma aparência particularmente azul. A hipótese mais provável é que a onda de choque atingiu uma camada densa de gás ejetada pela própria estrela pouco antes da explosão. Após o enfraquecimento dessa interação, a supernova esfriou e entrou na fase típica de platô para eventos Tipo II.
Os modelos sugerem que a estrela predecessora tinha uma massa de aproximadamente 12 vezes a massa do Sol e estava cercada por cerca de metade da massa solar de material circunvizinho. Os dados principais que apoiam esta análise incluem a observação dos próprios pesquisadores de que o número limitado de observações disponíveis diminui a precisão das estimativas da estrela que gerou a explosão. No entanto, a SN 2023aeaf junta-se a um pequeno grupo de supernovas detectadas com desvio para o vermelho de 3. A detecção de um maior número de eventos semelhantes pode ajudar a calcular com mais precisão a frequência dessas explosões e, consequentemente, reconstruir a evolução da formação estelar ao longo da história cósmica.