Los astrónomos han realizado una nueva medición de la velocidad de expansión del universo, utilizando un tipo de estrella completamente diferente a los esfuerzos anteriores. La medición revisada, que proviene del telescopio espacial Hubble de la NASA, se encuentra en el centro de una cuestión acaloradamente debatida en astrofísicaeso puede conducir a una nueva interpretación de las propiedades fundamentales del universo.
Los científicos han sabido durante casi un siglo que el universo se está expandiendo, lo que significa que la distancia entre las galaxias en todo el universo se está volviendo cada vez más amplia cada segundo. Pero exactamente qué tan rápido se está estirando el espacio, un valor conocido como la constante de Hubble, se ha mantenido obstinadamenteelusivo.
Ahora, la profesora de la Universidad de Chicago Wendy Freedman y sus colegas tienen una nueva medición de la tasa de expansión en el universo moderno, lo que sugiere que el espacio entre las galaxias se extiende más rápido de lo que los científicos esperarían. Freedman es uno de varios estudios recientes que apuntan a undiscrepancia persistente entre las mediciones de expansión modernas y las predicciones basadas en el universo como lo fue hace más de 13 mil millones de años, según lo medido por el satélite Planck de la Agencia Espacial Europea.
A medida que más investigaciones apuntan a una discrepancia entre las predicciones y las observaciones, los científicos están considerando si pueden necesitar un nuevo modelo para la física subyacente del universo para explicarlo.
"La constante de Hubble es el parámetro cosmológico que establece la escala absoluta, el tamaño y la edad del universo; es una de las formas más directas que tenemos de cuantificar cómo evoluciona el universo", dijo Freedman. "La discrepancia que vimosantes no ha desaparecido, pero esta nueva evidencia sugiere que el jurado aún no sabe si hay una razón inmediata y convincente para creer que hay algo fundamentalmente defectuoso en nuestro modelo actual del universo ".
En un nuevo documento aceptado para publicación en El diario astrofísico , Freedman y su equipo anunciaron una nueva medición de la constante de Hubble utilizando una especie de estrella conocida como gigante roja. Sus nuevas observaciones, realizadas utilizando Hubble, indican que la tasa de expansión para el universo cercano es de menos de 70 kilómetros por segundopor megaparsec km / seg / Mpc. Un parsec es equivalente a 3,26 años luz de distancia.
Esta medición es ligeramente más pequeña que el valor de 74 km / seg / Mpc reportado recientemente por el equipo Hubble SH0ES Supernovae H0 para la Ecuación de Estado usando variables Cefeidas, que son estrellas que pulsan a intervalos regulares que corresponden a su picoEste equipo, dirigido por Adam Riess, de la Universidad Johns Hopkins y el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial, Baltimore, Maryland, informó recientemente que perfeccionó sus observaciones con la más alta precisión hasta la fecha para su técnica de medición de distancia Cefeida.
Cómo medir la expansión
Un desafío central para medir la tasa de expansión del universo es que es muy difícil calcular con precisión las distancias a objetos distantes.
En 2001, Freedman dirigió un equipo que usó estrellas distantes para realizar una medición histórica de la constante del Hubble. El equipo del Proyecto Clave del Telescopio Espacial Hubble midió el valor utilizando variables Cefeidas como marcadores de distancia. Su programa concluyó que el valor de la constante del Hubblepara nuestro universo fue de 72 km / seg / Mpc.
Pero más recientemente, los científicos adoptaron un enfoque muy diferente: construir un modelo basado en la estructura ondulante de la luz que quedaba del Big Bang, que se llama el Fondo Cósmico de Microondas. Las mediciones de Planck permiten a los científicos predecir cómo sería el universo primitivoprobablemente los astrónomos han evolucionado hacia la tasa de expansión que los astrónomos pueden medir hoy. Los científicos calcularon un valor de 67.4 km / seg / Mpc, en desacuerdo significativo con la tasa de 74.0 km / seg / Mpc medida con estrellas Cefeidas.
Los astrónomos han buscado cualquier cosa que pueda estar causando el desajuste ". Naturalmente, surgen preguntas sobre si la discrepancia proviene de algún aspecto que los astrónomos aún no entienden sobre las estrellas que estamos midiendo, o si nuestro modelo cosmológico deel universo aún está incompleto ", dijo Freedman." O tal vez ambos necesitan ser mejorados "
El equipo de Freedman buscó verificar sus resultados estableciendo un camino nuevo y completamente independiente hacia la constante de Hubble utilizando un tipo de estrella completamente diferente.
Ciertas estrellas terminan sus vidas como un tipo de estrella muy luminosa llamada gigante roja, una etapa de evolución que nuestro propio Sol experimentará miles de millones de años a partir de ahora. En cierto punto, la estrella sufre un evento catastrófico llamado destello de helio, en el que la temperatura se eleva a unos 100 millones de grados y la estructura de la estrella se reorganiza, lo que finalmente disminuye drásticamente su luminosidad. Los astrónomos pueden medir el brillo aparente de las estrellas gigantes rojas en esta etapa en diferentes galaxias, y pueden usar estocomo una forma de saber su distancia.
La constante de Hubble se calcula comparando los valores de distancia con la velocidad de recesión aparente de las galaxias objetivo, es decir, qué tan rápido parecen alejarse las galaxias. Los cálculos del equipo dan una constante de Hubble de 69.8 km / seg / Mpc -a caballo entre los valores derivados por los equipos de Planck y Riess.
"Nuestro pensamiento inicial fue que si hay un problema a resolver entre las Cefeidas y el Fondo Cósmico de Microondas, entonces el método gigante rojo puede ser el factor decisivo", dijo Freedman.
Pero los resultados no parecen favorecer fuertemente una respuesta sobre la otra, dicen los investigadores, aunque se alinean más estrechamente con los resultados de Planck.
La próxima misión de la NASA, el Wide Field Infrared Survey Telescope WFIRST, programado para lanzarse a mediados de la década de 2020, permitirá a los astrónomos explorar mejor el valor de la constante del Hubble a través del tiempo cósmico. WFIRST, con su resolución similar al Hubble yUna vista 100 veces mayor del cielo, proporcionará una gran cantidad de nuevas supernovas de tipo Ia, variables cefeidas y estrellas gigantes rojas para mejorar fundamentalmente las mediciones de distancia a galaxias cercanas y lejanas.
El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA Agencia Espacial Europea. El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial STScI en Baltimore, Maryland, realizaOperaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington, DC
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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