A medição inédita da taxa de expansão do Universo pesa no debate astronômico de longa data
Graças a dados de uma supernova ampliada, uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade de Minnesota usou com sucesso uma técnica inédita para medir a taxa de expansão do Universo.
Seus dados fornecem informações sobre um debate
de longa data no campo da astronomia e podem ajudar os cientistas a determinar
com mais precisão a idade do Universo e entender melhor o cosmos.
Crédito:
Patrick Kelly, Universidade de Minnesota
O
trabalho é dividido em dois artigos, publicados na Science, uma das principais
revistas acadêmicas revisadas por pares do mundo, e no The Astrophysical
Journal, uma revista científica de astrofísica e astronomia revisada por pares.
Na
astronomia, existem duas medidas precisas da expansão do Universo, também
chamada de "constante de Hubble". Um é calculado a partir de
observações próximas de supernovas, e o segundo usa a "radiação cósmica de
fundo", ou radiação que começou a fluir livremente pelo Universo logo após
o Big Bang.
No
entanto, essas duas medições diferem em cerca de 10%, o que causou amplo debate
entre físicos e astrônomos. Se ambas as medições forem precisas, isso significa
que a teoria atual dos cientistas sobre a composição do universo está
incompleta.
"A
grande questão é se há um possível problema com uma ou ambas as medições. Nossa
pesquisa aborda isso usando uma maneira independente e completamente diferente
de medir a taxa de expansão do Universo", disse Patrick Kelly, principal
autor de ambos os artigos e professor assistente da Faculdade de Ciências e
Engenharia.
A
equipe conseguiu calcular esse valor usando dados de uma supernova descoberta
por Kelly em 2014 – o primeiro exemplo de supernova com imagens multiplicadas,
o que significa que o telescópio capturou quatro imagens diferentes do mesmo
evento cósmico. Após a descoberta, equipes de todo o mundo previram que a
supernova reapareceria em uma nova posição em 2015, e a equipe da Universidade
de Minnesota detectou essa imagem adicional.
Essas
múltiplas imagens apareceram porque a supernova foi gravitacionalmente
fotografada por um aglomerado de galáxias, um fenômeno em que a massa do
aglomerado dobra e amplia a luz. Usando os intervalos de tempo entre as
aparições das imagens de 2014 e 2015, os pesquisadores conseguiram medir a
constante de Hubble usando uma teoria desenvolvida em 1964 pelo astrônomo
norueguês Sjur Refsdal que antes era impossível de colocar em prática.
As
descobertas dos pesquisadores não resolvem absolutamente o debate, disse Kelly,
mas fornecem mais informações sobre o problema e aproximam os físicos de obter
a medição mais precisa de quão antigo é o Universo.
"Nossa
medição está em melhor acordo com o valor da radiação cósmica de fundo, embora
- dadas as incertezas - não descarte a medição da escada de distância
local", disse Kelly. "Se as observações de futuras supernovas que
também são gravitacionalmente fotografadas por aglomerados produzirem um resultado
semelhante, então isso identificaria um problema com o valor atual da
supernova, ou nossa compreensão da matéria escura do aglomerado de
galáxias."
Usando
os mesmos dados, os pesquisadores descobriram que alguns modelos atuais de
aglomerado de galáxias de matéria escura foram capazes de explicar suas
observações das supernovas. Isso permitiu que eles determinassem os modelos
mais precisos para as localizações da matéria escura no aglomerado de galáxias,
uma questão que há muito atormenta os astrônomos.
Esta
pesquisa foi financiada principalmente pela NASA através do Space Telescope
Science Institute e da National Science Foundation.
Fonte: twin-cities.umn.edu
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