Um estudo divulgado pelo servidor de pré-impressão arXiv e já aceito para publicação pelo The Astrophysical Journal traz um relatório da NASA, feito com base em 30 anos de dados do Hubble, que está sendo chamado pelos astrônomos de “magnum opus” (o maior trabalho) do telescópio espacial. Esses dados fornecem a medição mais precisa da velocidade de expansão do universo.

Foram reunidos 30 anos de dados do telescópio Hubble para chegar à medição mais precisa sobre a taxa de expansão do universo. Imagem: Whitelion61/Shutterstock

Há mais de um século é de conhecimento da comunidade científica astronômica que o universo está se expandindo, graças às observações do distanciamento crescente entre as galáxias. A velocidade com que elas estão se movendo, em relação à sua distância da Terra, é chamada de “constante de Hubble”, e medir esse valor foi uma das missões primárias do observatório espacial.

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Para medir a constante de Hubble, os astrônomos estudam distâncias a objetos cujo brilho é bem conhecido – dessa forma, quanto mais fraco ele aparece, mais longe ele está. Para objetos relativamente próximos dentro da Via Láctea ou nas galáxias próximas, esse papel é preenchido por Cepheids, uma classe de estrelas que pulsam em um padrão previsível. Já para maiores distâncias, os cientistas usam as chamadas supernovas tipo Ia – explosões cósmicas com um brilho de pico bem definido.

Nas últimas décadas, as medições desses objetos permitiram calcular a constante de Hubble em torno de 70 km por segundo por megaparsec (/s/Mpc). Essencialmente, uma galáxia a um megaparsec (cerca de 3,3 milhões de anos-luz) da Terra estará se afastando a 70 km por segundo, e essa velocidade cresce 70 km/s para cada megaparsec de distância.

Telescópio Hubble fornece o catálogo mais abrangente de Cepheids e supernovas Ia

Para o novo estudo, uma equipe de cientistas analisou o catálogo mais abrangente desses objetos até então, para fazer a medição mais precisa da constante de Hubble até agora. Isso foi feito estudando 42 galáxias que continham tanto Cepheids quanto supernovas tipo Ia.

Esta coleção de imagens do Telescópio Espacial Hubble, da NASA, apresenta galáxias hospedeiras tanto de variáveis Cepheid quanto de supernovas, dois fenômenos celestes considerados ferramentas cruciais para determinar distâncias astronômicas, e que têm sido usadas para refinar a medição da constante de Hubble. Imagem: NASA, ESA, Adam G. Riess (STScI, JHU)

“É isso que o Telescópio Espacial Hubble foi construído para fazer, usando as melhores técnicas que conhecemos”, disse o líder da equipe, Adam Riess, astrônomo do Instituto de Ciência de Telescópio Espacial (o centro científico de operações do Hubble e do Telescópio James Webb) e membro da Academia Nacional de Ciências. “Este é provavelmente o magnum opus do Hubble”.

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Com base nessas pesquisas, a constante de Hubble calculada pela equipe foi de 73,06 km/s/Mpc. Isso reduz a margem de erro para apenas 1,4%, uma medição muito mais precisa do que as anteriores. Essa nova precisão pode ajudar os astrônomos a melhorar os modelos de cosmologia, incluindo melhores estimativas da idade do universo e o que seu futuro pode oferecer.

No entanto, uma grande incógnita persiste. O Modelo Padrão da Cosmologia prevê que a constante de Hubble deve ser muito mais lenta – cerca de 67,5 km/s/Mpc. Isso foi até apoiado por observações da radiação de fundo que sobrou do Big Bang. A discrepância parece estar relacionada ao ponto no universo que olhamos – em nossa área local a constante é mais rápida, enquanto no universo distante é mais lenta, mesmo depois de contabilizar a conhecida aceleração da expansão.

Pode parecer que a explicação mais fácil é que alguém cometeu um erro, mas estranhamente, ambos os casos são muito sólidos. Felizmente, talvez não tenhamos que esperar muito tempo para descobrir novas pistas para o mistério, já que o James Webb será capaz de estudar esses mesmos marcadores de distâncias maiores e em resolução maior que a do Hubble.

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