Pular para o conteúdo principal

Vendo a dobra pode ajudar a resolver debate sobre rapidez da expansão o Universo

Imagem, pelo Telescópio Espacial Hubble, de um quasar com imagem dupla.Crédito: NASA, Tommaso Treu/UCLA e Birrer et al.

A questão de quão rapidamente o Universo está a expandir-se tem intrigado os astrónomos há quase um século. Estudos diferentes continuam a obter novas respostas - o que faz com que alguns investigadores se perguntem se estão a negligenciar um mecanismo-chave na "maquinaria" que impulsiona o cosmos.

Agora, ao descobrirem uma nova maneira de medir quão rapidamente o cosmos se está a expandir, uma equipa liderada por astrónomos da UCLA (University of California, Los Angeles) deu um passo em direção à resolução do debate. A investigação do grupo foi publicada na revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

No coração da disputa está a constante de Hubble, um número que relaciona as distâncias com os desvios para o vermelho das galáxias - quanto a luz é esticada enquanto viaja até à Terra através do Universo em expansão. As estimativas da constante de Hubble variam de 67 a 73 quilómetros por segundo por megaparsec, o que significa que dois pontos no espaço separados por 1 megaparsec (o equivalente a 3,26 milhões de anos-luz) estão a afastar-se um do outro a uma velocidade entre 67 e 73 quilómetros por segundo.

"A constante de Hubble ancora a escala física do Universo," disse Simon Birrer, académico pós-doutorado da UCLA e autor principal do estudo. Sem um valor preciso para a constante de Hubble, os astrónomos não podem determinar com precisão os tamanhos de galáxias remotas, a idade do Universo ou a história de expansão do cosmos.

A maioria dos métodos para derivar a constante de Hubble tem dois ingredientes: uma distância até uma determinada fonte de luz e o desvio para o vermelho dessa fonte de luz. Procurando uma fonte de luz que não tinha sido usada nos cálculos de outros cientistas, Birrer e colegas voltaram-se para os quasares, fontes de radiação alimentadas por enormes buracos negros. Para a sua investigação, os cientistas escolheram um subconjunto específico de quasares - aqueles cuja luz foi curvada pela gravidade de uma galáxia interveniente e pelo seu efeito de lente gravitacional, que produz duas imagens do quasar lado a lado no céu.

A luz das duas imagens toma percursos diferentes até à Terra. Quando o brilho do quasar flutua, as duas imagens piscam uma após a outra, e não ao mesmo tempo. O atraso no tempo entre essas duas cintilações, juntamente com informações sobre o campo gravitacional da galáxia "intrometida", pode ser usado para traçar a viagem da luz e deduzir as distâncias à Terra, tanto do quasar como da galáxia no plano da frente. O conhecimento dos desvios para o vermelho do quasar e da galáxia permitiu que os cientistas estimassem a rapidez com que o Universo está a expandir-se.

A equipe da UCLA, como parte da colaboração internacional H0liCOW, tinha aplicado anteriormente a técnica no estudo de quasares com imagem quadruplicada, imagens de um quasar que aparece quatro vezes em redor de uma galáxia no plano da frente. Mas as imagens quádruplas não são tão comuns - pensa-se que os quasares com imagem dupla sejam aproximadamente cinco vezes mais abundantes do que os de imagem quádrupla.

Para demonstrar a técnica, a equipa estudou um quasar conhecido como SDSS J1206+4332; contaram com dados do Telescópio Espacial Hubble, dos observatórios Gemini e W. M. Keck e da rede COSMOGRAIL (Cosmological Monitoring of Gravitational Lenses) - um programa gerido pela Escola Politécnica Federal de Lausanne, Suíça, cujo objetivo é determinar a constante de Hubble.

Tommaso Treu, professor de física e astronomia na UCLA e autor sénior do artigo, disse que os investigadores obtiveram fotos do quasar, todos os dias, durante vários anos, para medir com precisão o desfasamento de tempo entre as imagens duplas. Então, para obter a melhor estimativa possível da constante de Hubble, combinaram os dados reunidos desse quasar com dados previamente recolhidos pela sua colaboração H0liCOW de três quasares de imagem quadruplicada.

"A beleza desta medição é que é altamente complementar e independente das outras," salientou Treu.

A equipa apresentou uma estimativa da constante de Hubble de aproximadamente 72,5 quilómetros por segundo por megaparsec, um número em linha com o que outros cientistas haviam determinado em pesquisas anteriores que usaram distâncias de supernovas - explosões estelares em galáxias remotas - como medições fundamentais. No entanto, ambas as estimativas são cerca de 8% mais altas do que uma que se baseia num brilho fraco de todo o céu chamado fundo cósmico de micro-ondas, uma relíquia que remonta a 380.000 anos após o Big Bang, quando a luz viajou pela primeira vez livremente pelo espaço.

"Se houver uma diferença real entre esses valores, significa que o Universo é um pouco mais complicado," explicou Treu.

Por outro lado, também pode ser que uma medição - ou todas as três - estejam erradas.

Os investigadores estão agora à procura de mais quasares a fim de melhorar a precisão da sua medição da constante de Hubble. Treu disse que uma das lições mais importantes do novo artigo é que os quasares com imagens duplas dão aos cientistas muitas mais fontes de luz úteis para os seus cálculos da constante de Hubble. No entanto, por agora, a equipa foca a sua pesquisa em 40 quasares de imagens quadruplicadas, devido ao seu potencial para fornecer informações ainda mais úteis do que os quasares com imagens duplas.
Fonte: Astronomia OnLine

Comentários

Postagens mais visitadas

Tipos de Estrelas

Anã branca: Estrela pequena e quente, que se acredita assinalar o estágio final de evolução de uma Estrela como o Sol. Uma Anã branca é mais ou menos do tamanho da Terra, embora contenha tanta matéria quanto o Sol. Essa matéria compacta é tão densa que um dedal dela pesaria uma tonelada ou mais. As Anãs brancas são tão fracas que mesmo as mais próximas de nós, que giram em torno de Sirius e de Procyon, só são vistas com telescópio. 
Anã vermelha: Estrela fria e fraca, de massa menor que a do Sol. As Anãs vermelhas são provavelmente as Estrelas mais abundantes em nossa galáxia, embora seja difícil observá-las em virtude de seu brilho fraco. Mesmo as Anãs vermelhas mais próximas, Próxima Centauri e a Estrela de Barnard, são invisíveis sem telescópio. 
Anã Marron: É um corpo celeste cuja massa é pequena demais para que ocorra uma fusão nuclear em seu núcleo, a temperature e a pressão do núcleo são insuficientes para que a fusão aconteça. Por isso, não pode ser considerada realmente uma est…

Conheça as 10 estrelas mais próximas da Terra

O sol é uma estrela entre milhões na nossa galáxia. Mas muitas outras estrelas próximas existem, inseridas nos seus próprios sistemas e possivelmente algumas delas até terão planetas a orbitá-las. A presente lista detalha as 10 estrelas mais próximas das Terra, cada uma com o seu próprio sistema solar e algumas pertencendo a sistemas binários. Algumas delas são anãs vermelhas, sendo que possuem uma magnitude tão baixa que apesar da sua proximidade à Terra não as conseguimos ver a olho nu. 1. O Sol Distância: 8 minutos/luz Obviamente, a estrela mais próxima da Terra é a estrela central no nosso sistema solar, nomeadamente o nosso sol. Ele ilumina diretamente a Terra durante o dia e é responsável pelo brilho da Lua durante a noite. Sem o Sol, a vida como a conhecemos não existiria aqui na Terra. 2. Alpha Centauri Distância: 4,24 anos-luz Alpha Centauri é na verdade um sistema composto por três estrelas. As estrelas principais no sistema de Alpha Centauri, chamadas de Alpha Centauri A e Alp…

Galéria de Imagens - Os 8 planetas de nosso Sistema Solar

Mercúrio é um planeta seco, quente e quase não tem ar. O planeta fica a quase 58 milhões de quilômetros do Sol e não tem lua nem atmosfera. Fica tão perto do Sol que as temperaturas da superfície podem chegar a 430oC. Assim como a Lua, o planeta é coberto por uma camada fina de minerais. Mercúrio também tem áreas de terra amplas e planas, precipícios e muitas crateras profundas como as da Lua. Cientistas dizem que o interior de Mercúrio e da Terra é feito de ferro.

Vênus é o segundo planeta mais próximo do Sol e é quase do mesmo tamanho da Terra. A superfície do planeta é cheia de montanhas, vulcões, cânions e crateras. O planeta é coberto por nuvens de ácido sulfúrico, uma substância mortal. Vênus também é um planeta muito quente: a temperatura na superfície é de 460oC. Os cientistas enviaram uma nave para explorar o planeta. A primeira a sonda passar perto do planeta foi a Mariner 2, em 1962.

A Terra é o terceiro mais próximo do Sol e o maior dos quatro planetas rochosos. É uma esfera…

Espaço sideral

Espaço sideral é todo o espaço do universo não ocupado por corpos celestes e suas eventuais atmosferas. É a porção vazia do universo, região em que predomina o vácuo. O termo também pode ser utilizado para se referir a todo espaço que transcende a atmosfera terrestre.
Conceituações
Em astronomia, usa-se a denominação "espaço externo" ou "espaço sideral" para fazer referência a todo espaço que transcende o espaço englobado pela atmosfera terrestre. O espaço sideral é frequentemente subdividido em três subespaços:
1.Espaço interplanetário designação usada sobretudo para se referir aos espaços existentes entre os planetas do nosso próprio sistema solar. Por extensão, inclui as distâncias entre os eventuais planetas de qualquer sistema estelar, inclusive o nosso.
2.Espaço interestelar designação usada para se referir às porções de quasi-vácuo existentes entre as estrelas. Refere-se sobretudo aos espaços entre as estrelas da nossa própria galáxia: a Via Láctea.
3.Espaço inte…

23 curiosidades sobre o universo.

O universo e a astronomia já são fascinantes por si só, mas entre grandes descobertas, imagens fantásticas e fatos surpreendentes, existem curiosidades muito interessantes para todos os entusiastas. Neste artigo reunimos as 23 curiosidades que achamos mais interessantes para partilhar. Algumas são do conhecimento geral, mas relembrar é bom para o conhecimento cientifico do que nos rodeia.
1. A Terra pesa 5 980 000 000 000 000 000 000 000 kg; 2. Se estás a tentar decorar o nome das estrelas, começa por esta: Torcularis Septentrionalis. Não consegues pronunciar, mas também não consegues esquecer; 3. Um carro a 160km/h demoraria 221 000 milhões de anos a chegar ao centro da Via Láctea; 4. O Universo expande-se cerca de 1,6 biliões de km por hora; 5. Os astronautas não podem chorar. Não que seja lei, mas porque não existe gravidade para que as lágrimas possam escorrer; 6. As interferências nas televisões são provocadas pelas ondas do Big Bang no início do Universo; 7. A constelação do Cruzeiro …

Como surgiu o primeiro átomo?

Provavelmente você já deve ter se perguntado o que aconteceu milionésimos de segundo após a criação do universo. Sabemos que ele surgiu de uma singularidade (um ponto infinitamente pequeno, quente e denso) e que houve uma expansão inicial, denominada equivocadamente de Big Bang, que aconteceu à aproximadamente 13,7 bilhões de anos. Após esse momento inicial, aconteceu a “inflação”, período que o universo se expandiu em uma velocidade inimaginável. 

Após a inflação, o ritmo de expansão diminuiu consideravelmente, mas está acelerando novamente desde então, graças à misteriosa força da energia escura. Mas como surgiu a unidade formadora do tudo, o primeiro átomo? Para responder isso, precisamos voltar no tempo, quando o universo tinha frações da sua idade hoje.

Mas antes de falarmos propriamente dos átomos e de suas unidades formadoras, os quarks, precisamos falar sobre as 4 forças forças fundamentais da natureza. Existem 4 forças que permitem a existência de tudo o que exist…