Medindo o Universo com mais precisão do que nunca

Novos resultados determinam com muita precisão a distância a uma das galáxias mais próximas

Esta impressão artística mostra um binário de eclipse. À medida que as duas estrelas orbitam em torno uma da outra, vão passando em frente uma à outra, de modo que o seu brilho combinado, visto de longe, diminui. Ao estudar como é que a luz varia e também outras propriedades do sistema, os astrónomos podem medir muito precisamente as distâncias a binários de eclipse. Uma longa série de observações de binários de eclipse frios muito raros, levou à determinação mais precisa até agora da distância à Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia vizinha da Via Láctea, dando-se assim um crucial passo em frente na determinação de distâncias no Universo.Créditos: ESO/L. Calçada

 

Ao fim de quase uma década de observações cuidadas, uma equipa internacional de astrónomos mediu a distância à nossa galáxia vizinha, a Grande Nuvem de Magalhães, com mais precisão do que nunca. Estas novas medições ajudam-nos a determinar melhor a taxa de expansão do Universo - a constante de Hubble - e são um passo crucial do sentido de compreendermos a misteriosa energia escura, que faz acelerar a expansão. A equipa observou com telescópios do Observatório de La Silla do ESO, no Chile, assim como com outros telescópios do mundo inteiro. Os resultados serão publicados na revista Nature a 7 de março de 2013. Os astrónomos determinam a escala do Universo medindo primeiro a distância a objetos próximos e usando depois essas distâncias como velas padrão para estimar distâncias cada vez maiores. No entanto, esta cadeia é apenas tão precisa quanto o seu elo mais fraco.

 

Até agora, a medição precisa da distância à Grande Nuvem de Magalhães, uma das galáxias mais próximas da Via Láctea, provou ser algo complicado. Uma vez que as estrelas nesta galáxia são usadas para fixar a escala de distâncias a galáxias mais remotas, esta medição é muitíssimo importante. Agora, observações cuidadas de uma classe rara de estrelas duplas permitiu a uma equipa de astrónomos deduzir um valor muito mais preciso da distância à Grande Nuvem de Magalhães : 163 000 anos-luz.  Estou muito entusiasmado com este resultado porque há mais de cem anos que os astrónomos tentam medir com precisão a distância à Grande Nuvem de Magalhães, o que tem provado ser extremamente difícil,” diz Wolfgang Gieren (Universidad de Concepción, Chile) e um dos líderes da equipa. “Nós resolvemos este problema ao obter um resultado com uma precisão demonstrada de 2%.”

A melhoria na medição da distância à Grande Nuvem de Magalhães dá também distâncias mais precisas a muitas estrelas variáveis do tipo Cefeide. Estas estrelas brilhantes que pulsam, são usadas como velas padrão para medir distâncias às galáxias mais remotas e determinar a taxa de expansão do Universo - a constante de Hubble, o que, por sua vez, é a base para observar o Universo até às galáxias mais longínquas que podem ser hoje vistas com os telescópios atuais. Portanto, a maior precisão na distância à Grande Nuvem de Magalhães leva a uma redução imediata da imprecisão nas medições atuais de distâncias cosmológicas.

Esta fotografia mostra a Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia vizinha da Via Láctea. As posições de oito estrelas binárias de eclipse frias e raras, estão marcadas com cruzes (os objetos são ténues demais para se verem diretamente na imagem). Ao estudar como é que a sua luz varia e também outras propriedades do sistema, os astrónomos podem medir muito precisamente as distâncias a binários de eclipse. Uma longa série de observações de binários de eclipse frios muito raros, levou à determinação mais precisa até agora da distância à Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia vizinha da Via Láctea, dando-se assim um crucial passo em frente na determinação de distâncias no Universo.Créditos: ESO/R. Gendler

Os astrónomos conseguiram tornar mais precisa a distância à Grande Nuvem de Magalhães ao observar pares raros de estrelas, chamadas binários de eclipse. À medida que estas estrelas orbitam em torno uma da outra, vão passando também à frente uma da outra. Quando isto acontece, visto da Terra, o brilho total do binário diminui de determinado valor quando uma estrela passa em frente da outra e diminui de outro valor quando essa estrela passa por detrás. Ao detectarmos cuidadosamente estas variações no brilho e ao medir igualmente a velocidade orbital das estrelas, é possível determinar o tamanho das estrelas, as suas massas e as características das suas órbitas. Combinando estes dados com medições cuidadosas do brilho total e da cor das estrelas, podem ser determinadas distâncias muito precisas.

Este método já foi utilizado anteriormente, mas apenas com estrelas quentes. No entanto, para esses casos têm que ser supostas determinadas condições e por isso as distâncias que daí se derivam não são tão precisas como desejaríamos. Agora, pela primeira vez, conseguiu-se identificar oito binários de eclipse muito raros, onde ambas as estrelas são gigantes vermelhas mais frias. Estas estrelas foram estudadas com todo o detalhe, o que originou valores para a distância muitíssimo precisos - até 2%.

“O ESO forneceu-nos o conjunto perfeito de telescópios e instrumentos necessários a este projeto: o HARPS, que mede velocidades radiais extremamente precisas de estrelas relativamente ténues e o SOFI, que faz medições precisas do brilho das estrelas no infravermelho,” acrescenta Grzegorz Pietrzyński (Universidad de Concepción, Chile e Observatório da Universidade de Varsóvia, Polónia), autor principal do novo artigo científico na Nature. Estamos a trabalhar no sentido de melhorar ainda mais o nosso método e esperamos conseguir obter nos próximos anos uma distância à Grande Nuvem de Magalhães com um 1% de precisão. Este trabalho tem consequências tremendas, não apenas no campo da cosmologia, mas também em muitas outras áreas da astrofísica,” conclui Dariusz Graczyk, o segundo autor do novo artigo na Nature.

Fonte: ESO