Estas imagens mostram como a luz de três galáxias distantes é distorcida em várias imagens pela gravidade de um objeto em primeiro plano. Os astrônomos fizeram uma nova estimativa da constante de Hubble observando essas imagens distorcidas e quanto tempo a luz leva para viajar através dessas lentes gravitacionais.
[Imagem: Chris Fassnacht/UC Davis]
Medição da expansão do Universo
Novas medições da taxa de expansão do Universo aumentaram um mistério que só faz crescer: As estimativas de uma constante fundamental de expansão continua dando resultados diferentes quando é feita com métodos diferentes.
"Tem havido muita empolgação, muita mistificação e, do meu ponto de vista, é muito divertido," disse Chris Fassnacht, da Universidade da Califórnia em Davis, membro da colaboração internacional SHARP/H0LICOW, que fez a medição usando os telescópios W.M. Keck, no Havaí.
A constante de Hubble descreve a expansão do Universo, expressa em quilômetros por segundo por megaparsec (km/seg/Mpc) - um parsec é equivalente a 3,26 anos-luz de distância. Essa "constante" permite que os astrônomos calculem o tamanho e a idade do Universo e as distâncias entre os objetos.
A equipe observou a luz de galáxias extremamente distantes, que é distorcida e dividida em várias imagens pelo efeito de lente das galáxias (e sua matéria escura associada) entre a fonte da luz e a Terra. Ao medir o tempo de retardo da luz para percorrer diferentes rotas através das lentes de primeiro plano, a equipe pôde estimar a constante de Hubble.
Os muitos valores da constante de Hubble
A equipe chegou a uma estimativa de 76,8 km/seg/Mpc. Como um parsec tem um pouco mais de 30 trilhões de quilômetros e um megaparsec é um milhão de parsecs, essa é uma medição incrivelmente precisa.
Contudo, em 2017, a mesma equipe publicou uma estimativa de 71,9 km/seg/Mpc, usando o mesmo método, mas com dados do Telescópio Espacial Hubble.
Esta nova estimativa é comparável à de uma equipe liderada por Adam Reiss, da Universidade Johns Hopkins, que chegou a 74,03 km/seg/Mpc usando medidas de um conjunto de estrelas variáveis chamadas Cefeidas. Mas é bem diferente das estimativas da constante de Hubble de uma técnica totalmente diferente, baseada no fundo cósmico de micro-ondas. Esse método, baseado no brilho posterior ao Big Bang, fornece uma constante de Hubble de 67,4 km/seg/Mpc, assumindo que o modelo cosmológico padrão do Universo esteja correto.
Uma estimativa de Wendy Freedman e colegas da Universidade de Chicago chega perto de unir os pontos de tantos resultados, com uma constante de Hubble de 69,8 km/seg/Mpc com base na luminosidade de estrelas gigantes vermelhas distantes e supernovas.
Mas é tanta diferença que alguns astrônomos já brincam com uma "inconstante de Hubble".
[Imagem: Andrew Pontzen/Fabio Governato]
Pistas de uma nova física
Uma diferença de 5 ou 6 quilômetros por segundo em uma distância de mais de 30 milhões de trilhões de quilômetros pode não parecer muito, mas está colocando um desafio enorme para os astrônomos. De fato, essas inconsistências podem fornecer uma dica para uma possível nova física, além da compreensão atual do nosso Universo - deve haver outra coisa por aí mexendo nas medições e sobre a qual nada sabemos.
Por outro lado, a discrepância pode ser devido a algum viés desconhecido nos métodos. Alguns astrônomos esperavam que as diferenças desaparecessem à medida que as estimativas melhorassem, mas a diferença entre a constante de Hubble medida a partir de objetos distantes e a derivada do fundo cósmico de micro-ondas parece estar ficando cada vez mais robusta.
"Mais e mais cientistas acreditam que há uma tensão real aqui. Se tentarmos apresentar uma teoria, ela terá que explicar tudo de uma vez", disse Geoff Chen, membro da equipe.
Bibliografia:
Artigo: A SHARP view of H0LiCOW: H0 from three time-delay gravitational lens systems with adaptive optics imaging
Autores: Geoff C-F Chen, Christopher D Fassnacht, Sherry H Suyu, Cristian E Rusu, James H H Chan, Kenneth C Wong, Matthew W Auger, Stefan Hilbert, Vivien Bonvin, Simon Birrer, Martin Millon, Léon V E Koopmans, David J Lagattuta, John P McKean, Simona Vegetti, Frederic Courbin, Xuheng Ding, Aleksi Halkola, Inh Jee, Anowar J Shajib, Dominique Sluse, Alessandro Sonnenfeld, Tommaso Treu
Revista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Vol.: 490, Issue 2, Pages 1743-1773
DOI: 10.1093/mnras/stz2547
FONTE: SITE INOVAÇÃO TECNOLOGICA - SpaceToday
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