Há quase um século que os cientistas sabem que o nosso Universo está num estado de constante expansão. Conhecida como constante de Hubble-Lemaitre, em homenagem aos dois astrônomos que a demonstraram, esta lei é fundamental para o nosso modelo cosmológico. A taxa de expansão do Universo foi revista muitas vezes ao longo do século passado, à medida que os astrónomos olhavam mais para dentro do Universo e para trás no tempo. Conhecer a taxa de expansão é muito importante para os cientistas, pois ajuda a determinar como o universo começou e qual será o seu destino final.
Também ajudará a resolver grandes mistérios cósmicos, como a existência da matéria escura e da energia escura. UM Pesquisa recenteUma equipe internacional liderada por pesquisadores Universidade de Tecnologia de Swinburne (SUT) e Austrália Organização de pesquisa científica e industrial da Commonwealth (CSIRO) observou as consequências de uma colisão entre duas estrelas de nêutrons. Ao combinar observações telescópicas e dados de ondas gravitacionais, eles desenvolveram novas medições da constante Hubble-Limitre.
A equipe incluiu pesquisadores de Swinburne Centro de Astrofísica e Supercomputaçãoo Centro de Excelência ARC para Descoberta de Ondas Gravitacionais (OzGrav), Universidade de Tel Aviv, Universidade de Queensland, Instituto Indiano de Tecnologia Kanpur (IIT Kanpur) e Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech). Detalhes de suas descobertas foram publicados recentemente Jornal Astrofísico.
Os astrônomos usam três etapas para medir a taxa de expansão do universo, conhecidas como escada de distância cósmica. Crédito: NASA/ESA/A. Campo (STScI)/A. Riess (STScI/JHU)
Para medir a expansão do universo, os cientistas baseiam-se em medições das distâncias às primeiras galáxias do universo. Isso requer métodos diferentes, dependendo da distância em que os objetos estão localizados, conhecidos como Escada de distância cósmica. O problema é que as medições estão “em tensão” umas com as outras, levando a um debate contínuo entre os cosmólogos que Tensão Hubble.
Para resumir, o primeiro e o segundo “degraus” da escada incluem medições de paralaxe de estrelas próximas e “velas padrão” (variáveis Cefeidas e supernovas do Tipo Ia) para medir distâncias de objetos a milhões de anos-luz de distância. Obrigado, querido *Telescópio Espacial Hubble*Os astrónomos calcularam uma taxa de expansão de 252.000 km/h (156.585,5 mph) por megaparsec (Mpc) – cerca de 3,262 milhões de anos-luz.
A etapa final envolve o uso de medições de desvio para o vermelho da radiação cósmica de fundo (CMB) para calibrar distâncias que abrangem bilhões de anos-luz. O mapeamento deste cenário pelo satélite Planck da ESA estima uma velocidade de cerca de 244.000 km/h por Mpc (ou cerca de 269 km/s por ano-luz). Kelly Gordzi, da CSIRO, autora principal do artigo, explicou em um comunicado à imprensa do SUT:
Um método utiliza dados do Universo muito primitivo – a radiação cósmica de fundo em micro-ondas – para fazer medições, enquanto o outro utiliza medições de supernovas relativamente próximas, criando dados do Universo tardio. Nossa medição independente usando ondas gravitacionais é um método do universo tardio, mas o resultado é mais consistente com os valores do universo primitivo.
Desta tensão surgem apenas duas possibilidades: ou uma medição está errada, o que se torna mais provável à medida que a distância aumenta, ou a nossa compreensão da física está errada. Combina informações de Matriz de alta sensibilidade (HSA), uma rede global de telescópios, a partir de dados astronômicos HubbleE com os dados das ondas gravitacionais, a equipe liderada por Swinburne e CSIRO foi capaz de fornecer uma nova medição que poderia ajudar a resolver a excitação do Hubble. A colisão foi tão poderosa que também enviou poderosos jatos de partículas para o espaço, que as observações da equipe foram cruciais para medir.
Impressão artística de uma fusão binária de estrelas de nêutrons ou evento quilonova. Crédito: Dana Berry, Skyworks Digital, Inc.
Os novos valores derivados destas observações não foram tão precisos quanto medições mais estabelecidas. Ainda assim, é mais preciso do que os esforços anteriores que dependiam de GWs – a evidência mais convincente até o momento de que as medições de GW podem ajudar a resolver excitações. Disse o professor Adam Deller de Swinburne, que liderou as observações de rádio usadas no estudo:
Esses jatos são lançados por apenas alguns segundos, mas quando atingem o gás circundante, queimam meses depois. Analisamos quase um ano de observações do Telescópio Espacial Hubble e de dois radiotelescópios diferentes espalhados pelos Estados Unidos e pela Europa. Alguns astrónomos propuseram formas pelas quais ambas as medições poderiam estar corretas se a nossa compreensão da cosmologia fosse alterada – mas as nossas medições argumentam fortemente contra essa solução.
“Isto sugere que não há nada de errado com a nossa compreensão da cosmologia, embora precisemos de examinar mais fusões de estrelas de neutrões como esta para ter a certeza”, acrescentou a Dra. Kelly Gordzi, investigadora do CSIRO e Ozgrave. “Por enquanto, este resultado acrescenta outro dado que os cosmólogos devem considerar no animado debate sobre a tensão do Hubble.”
Leitura adicional: Universidade Swinburne, Jornal Astrofísico
