Al usar las galaxias como lentes gravitacionales gigantes, un grupo internacional de astrónomos que usa el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA ha realizado una medición independiente de la velocidad de expansión del Universo. La tasa de expansión recientemente medida para el Universo local es consistente con hallazgos anterioresSin embargo, estos están en un intrigante desacuerdo con las mediciones del Universo primitivo. Esto sugiere un problema fundamental en el corazón mismo de nuestra comprensión del cosmos.
La constante de Hubble, la velocidad a la que el Universo se está expandiendo, es una de las cantidades fundamentales que describe nuestro Universo. Un grupo de astrónomos de la colaboración H0LiCOW, dirigido por Sherry Suyu asociado con el Instituto Max Planck de Astrofísica enAlemania, la ASIAA en Taiwán y la Universidad Técnica utilizaron el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA y otros telescopios [1] en el espacio y en el suelo para observar cinco galaxias para llegar a una medición independiente de la constante del Hubble [2].
La nueva medición es completamente independiente de otras mediciones de la constante de Hubble en el Universo local, pero está en excelente acuerdo con ellas que usaban estrellas y supernovas variables Cefeidas como puntos de referencia heic1611.
Sin embargo, el valor medido por Suyu y su equipo, así como aquellos medidos usando Cefeidas y supernovas, son diferentes de la medición realizada por el satélite ESA Planck. Pero hay una distinción importante: Planck midió la constante de Hubble para elUniverso temprano observando el fondo cósmico de microondas.
Si bien el valor de la constante de Hubble determinado por Planck se ajusta a nuestra comprensión actual del cosmos, los valores obtenidos por los diferentes grupos de astrónomos para el Universo local están en desacuerdo con nuestro modelo teórico aceptado del Universo ". La tasa de expansióndel Universo ahora está comenzando a medirse de diferentes maneras con una precisión tan alta que las discrepancias reales pueden apuntar hacia una nueva física más allá de nuestro conocimiento actual del Universo ", explica Suyu.
Los objetivos del estudio eran galaxias masivas posicionadas entre la Tierra y los quásares muy distantes, núcleos de galaxias increíblemente luminosos. La luz de los quásares más distantes se dobla alrededor de las enormes masas de las galaxias como resultado de una fuerte lente gravitacional [3]Esto crea múltiples imágenes del cuásar de fondo, algunas unidas en arcos extendidos.
Debido a que las galaxias no crean distorsiones perfectamente esféricas en la estructura del espacio y las lentes de las galaxias y los cuásares no están perfectamente alineados, la luz de las diferentes imágenes del cuásar de fondo sigue caminos que tienen longitudes ligeramente diferentes. Dado que el brillo de los cuásares cambiaCon el tiempo, los astrónomos pueden ver las diferentes imágenes parpadear en diferentes momentos, los retrasos entre ellos dependen de la longitud de los caminos que ha tomado la luz. Estos retrasos están directamente relacionados con el valor de la constante de Hubble ". Nuestro método es el más simpley una forma directa de medir la constante de Hubble, ya que solo usa geometría y relatividad general, no hay otras suposiciones ", explica el codirector Frédéric Courbin de EPFL, Suiza.
El uso de las mediciones precisas de los retrasos de tiempo entre las múltiples imágenes, así como los modelos de computadora, ha permitido al equipo determinar la constante de Hubble con una precisión impresionantemente alta: 3.8% [4]. "Una medición precisa de la constante de Hubblees uno de los premios más buscados hoy en la investigación cosmológica ", destaca el miembro del equipo Vivien Bonvin, de EPFL, Suiza. Y Suyu agrega:" La constante de Hubble es crucial para la astronomía moderna, ya que puede ayudar a confirmar o refutar si nuestra imagendel Universo, compuesto de energía oscura, materia oscura y materia normal, es realmente correcto, o si nos falta algo fundamental "
Notas
[1] El estudio utilizó, junto con el telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA, el telescopio Keck, el telescopio muy grande de ESO, el telescopio Subaru, el telescopio Gemini, el telescopio Victor M. Blanco, el telescopio Canadá-Francia-Hawai yel telescopio espacial Spitzer de la NASA. Además, se utilizaron datos del telescopio suizo Leonhard Euler de 1,2 metros y el telescopio MPG / ESO de 2,2 metros.
[2] El método de retardo de tiempo de lentes gravitacionales que los astrónomos usaron aquí para lograr un valor para la constante de Hubble es especialmente importante debido a su casi independencia de los tres componentes de los que consta nuestro Universo: materia normal, materia oscura y oscuridadenergía. Aunque no está completamente separado, el método solo depende débilmente de estos.
[3] La lente gravitacional fue predicha por primera vez por Albert Einstein hace más de un siglo. Toda la materia en el Universo deforma el espacio a su alrededor, con masas más grandes que producen un efecto más pronunciado. Alrededor de objetos muy masivos, como las galaxias, iluminanlos pases cercanos siguen este espacio deformado, que parece doblarse lejos de su camino original en una cantidad claramente visible. Esto se conoce como lentes gravitacionales fuertes.
[4] El equipo de H0LiCOW determinó un valor para la constante de Hubble de 71.9 ± 2.7 kilómetros por segundo por Megaparsec. En 2016, los científicos que usaron Hubble midieron un valor de 73.24 ± 1.74 kilómetros por segundo por Megaparsec. En 2015, el satélite Planck de la ESAmidió la constante con la mayor precisión hasta el momento y obtuvo un valor de 66.93 ± 0.62 kilómetros por segundo por Megaparsec.
más información
El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA.
Esta investigación se presentó en una serie de documentos que aparecerán en los Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
Los documentos se titulan de la siguiente manera: "H0LiCOW I. Lentes H0 en Wellspring de COSMOGRAIL: Descripción general del programa", por Suyu et al., "H0LiCOW II. Levantamiento espectroscópico e identificación del grupo de galaxias del fuerte sistema de lentes gravitacionales HE 0435? 1223, "por Sluse et al.," H0LiCOW III. Cuantificación del efecto de la masa a lo largo de la línea de visión a la lente gravitacional HE 0435-1223 a través de conteos de galaxias ponderados ", por Rusu et al.," H0LiCOW IV. Modelo de masa de lente deHE 0435? 1223 y medición ciega de su distancia de retardo de tiempo para cosmología ", por Wong et al., Y" H0LiCOW V. ¿Nuevos retrasos en el tiempo COSMOGRAIL de HE 0435? 1223: H0 a una precisión del 3.8% de lentes fuertes en un plano?Modelo CDM ", de Bonvin et al.
El equipo internacional está formado por: SH Suyu Instituto Max Planck de Astrofísica, Alemania; Instituto Academia Sínica de Astronomía y Astrofísica, Taiwán; Universidad Técnica de Munich, Alemania, V. Bonvin Laboratorio de Astrofísica, EPFL, Suiza,F. Courbin Laboratorio de Astrofísica, EPFL, Suiza, CD Fassnacht Universidad de California, Davis, EE. UU., CE Rusu Universidad de California, Davis, EE. UU., D. Sluse Instituto STAR, Bélgica, T. TreuUniversidad de California, Los Ángeles, EE. UU., KC Wong Observatorio Astronómico Nacional de Japón, Japón; Instituto Academia Sínica de Astronomía y Astrofísica, Taiwán, MW Auger Universidad de Cambridge, Reino Unido, X. Ding Universidad de California, Los Ángeles, EE. UU.; Beijing Normal University, China, S. Hilbert Exzellenzcluster Universe, Alemania; Ludwig-Maximilians-Universität, Munich, Alemania, PJ Marshall Stanford University, EE. UU., N. Rumbaugh University of California,Davis, Estados Unidos, A. Sonnenfeld Kavli IPMU, la Universidad de Tokio, Japón;Universidad de California, Los Ángeles, Estados Unidos;Universidad de California, Santa Bárbara, EE. UU., M. Tewes Argelander-Institut für Astronomie, Alemania, O. Tihhonova Laboratorio de Astrofísica, EPFL, Suiza, A. Agnello ESO, Garching, Alemania, RD Blandford Stanford University, EE. UU., GC-F.Chen Universidad de California, Davis, EE. UU.; Academia Sinica Instituto de Astronomía y Astrofísica, Taiwán, T. Collett Universidad de Portsmouth, Reino Unido, LVE Koopmans Universidad de Groningen, Países Bajos, K. Liao Universidad de California, Los Ángeles, EE. UU., G. Meylan Laboratorio de Astrofísica, EPFL, Suiza, C. Spiniello INAF - Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Italia; Instituto Max Planck de Astrofísica, Garching, Alemania y A. Y? Ld? r? m Instituto Max Planck de Astrofísica, Garching, Alemania
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro de información ESA / Hubble . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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