El nuevo trabajo del Proyecto Carnegie Supernova proporciona las mejores calibraciones para el uso de supernovas de tipo Ia para medir distancias cósmicas, lo que tiene implicaciones para nuestra comprensión de qué tan rápido se está expandiendo el universo y el papel que puede desempeñar la energía oscura en este proceso.Dirigido por el astrónomo de Carnegie Chris Burns, los hallazgos del equipo se publican en El diario astrofísico .
Las supernovas de tipo Ia son fenómenos estelares fantásticamente brillantes. Son explosiones violentas de una enana blanca, el remanente cristalino de una estrella que ha agotado su combustible nuclear, que es parte de un sistema binario con otra estrella.
Además de ser emocionante de observar por derecho propio, las supernovas de tipo Ia también son una herramienta vital que los astrónomos usan como una especie de marcador de milla cósmica para inferir las distancias de los objetos celestes.
Si bien los detalles precisos de la explosión aún se desconocen, se cree que se activan cuando la enana blanca se acerca a una masa crítica, por lo que el brillo del fenómeno es predecible a partir de la energía de la explosión. La diferencia entre el brillo previstoy el brillo observado desde la Tierra nos dice la distancia a la supernova.
Los astrónomos emplean estas medidas de distancia precisas, junto con la velocidad a la que sus galaxias anfitrionas están retrocediendo, para determinar la velocidad a la que se está expandiendo el universo. Gracias a la velocidad finita de la luz, no solo podemos medir la rapidez con que el universo esexpandiéndose en este momento, pero al mirar más y más hacia el espacio, vemos más atrás en el tiempo y podemos medir qué tan rápido se expandió el universo en el pasado distante. Esto llevó al sorprendente descubrimiento a fines de la década de 1990 de que la expansión del universo esactualmente se está acelerando debido al efecto repulsivo de una misteriosa energía "oscura". Mejorar las estimaciones de distancia hechas usando supernovas de tipo Ia ayudará a los astrónomos a comprender mejor el papel que juega la energía oscura en esta expansión cósmica.
"Comenzando con su homónimo, Edwin Hubble, los astrónomos de Carnegie tienen una larga historia de trabajo en la constante del Hubble, incluidas las contribuciones vitales para nuestra comprensión de la expansión del universo realizada por Alan Sandage y Wendy Freedman", dijo el Director de Observatorios John Mulchaey.
Sin embargo, la velocidad a la que el brillo de las explosiones de supernovas de tipo Ia se desvanece no es uniforme. En 1993, el astrónomo de Carnegie Mark Phillips demostró que las explosiones que tardan más en desvanecerse son intrínsecamente más brillantes que las que se desvanecen rápidamente. Esta correlación, que comúnmente se conoce como la relación de Phillips, permitió a un grupo de astrónomos en Chile, incluido el astrónomo Phillips y Texas A&M Nicholas Suntzeff, desarrollar supernovas de tipo Ia en una herramienta precisa para medir la expansión del universo.
El estudio de las supernovas utilizando la parte del espectro infrarrojo cercano fue crucial para este hallazgo. La luz de estas explosiones debe viajar a través del polvo cósmico para llegar a nuestros telescopios, y estas partículas interestelares de grano fino oscurecen la luz en el extremo azul delespectro más que la luz del extremo rojo del espectro de la misma manera que el humo de un incendio forestal hace que todo parezca más rojo. Esto puede engañar a los astrónomos para que piensen que una supernova está más lejos de lo que está. Pero trabajar en el infrarrojo permiteastrónomos para mirar más claramente a través de este velo polvoriento.
"Uno de los objetivos principales del Proyecto Carnegie Supernova ha sido proporcionar una muestra confiable de alta calidad de supernovas y métodos confiables para inferir sus distancias", dijo el autor principal Burns.
"La calidad de estos datos nos permite corregir mejor nuestras mediciones para tener en cuenta el efecto de atenuación del polvo cósmico", agregó Mark Phillips, astrónomo del Observatorio Las Campanas de Carnegie en Chile y coautor del artículo.
La calibración de estos marcadores de millas es de vital importancia, ya que existen desacuerdos entre los diferentes métodos para determinar la tasa de expansión del universo. La constante de Hubble se puede estimar independientemente usando el brillo de la radiación de fondo que queda del Big Bang. Este fondo cósmico de microondasLa radiación ha sido medida con exquisito detalle por el satélite Planck, y le da a los astrónomos un universo que se expande más lentamente que cuando se mide usando supernovas de tipo Ia.
"Esta discrepancia podría anunciar una nueva física, pero solo si es real", explicó Burns. "Por lo tanto, necesitamos que nuestras mediciones de supernovas de tipo Ia sean lo más precisas posible, pero también para identificar y cuantificar todas las fuentes de error".
El Proyecto Carnegie Supernova cuenta con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. Los recursos informáticos para este trabajo fueron posibles gracias a la Fundación Ahmanson. La Fundación Cynthia y George Mitchell y Sheridan Lorenz apoyaron varios talleres de CSP.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Institución Carnegie para la Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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