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A escala de distância cósmica, vista aqui simbolicamente como uma "escada" na impressão de artista, é uma série de estrelas e outros objectos dentro das galáxias com distâncias conhecidas.
Crédito: NASA/JPL-Caltech
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Astrónomos usando o Telescópio Espacial Spitzer da NASA anunciaram a medida mais precisa até agora da constante de Hubble, ou a velocidade com que o nosso Universo se expande.
A constante de Hubble tem o nome do astrónomo Edwin P. Hubble, que surpreendeu o mundo na década de 1920, confirmando que o nosso Universo tem-se expandido desde que explodiu há 13,7 mil milhões de anos atrás. No final da década de 90, os astrónomos descobriram que a expansão está acelerando, ou seja, a subir de velocidade ao longo do tempo. A determinação da taxa de expansão é fundamental para a compreensão da idade e tamanho do Universo.
Ao contrário do Telescópio Espacial Hubble, que vê o Cosmos no visível, o Spitzer tirou vantagem de um longo comprimento de onda infravermelho para fazer a sua nova medição. Esta medição melhora por um factor de 3 um estudo semelhante do telescópio Hubble e desce a incerteza até 3%, um salto de gigante na precisão para medições cosmológicas. O novo valor apurado para a constante de Hubble é 74,3 ± 2,1 quilómetros por segundo por megaparsec ((km/s)/Mpc). Um megaparsec é cerca de 3 milhões de anos-luz.
"O Spitzer está mais uma vez a fazer ciência para além do que foi desenhado para fazer," afirma Michael Werner do JPL da NASA em Pasadena, Califórnia, EUA. Werner trabalha na missão desde a sua fase de concepção inicial há mais de 30 anos atrás. "Primeiro, o Spitzer surpreendeu-nos com a sua capacidade pioneira em estudar atmosferas de exoplanetas," realça Werner, "e agora, nos últimos anos da missão, tornou-se numa valiosa ferramenta de cosmologia."
Além disso, os resultados foram combinados com dados publicados da sonda WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) da NASA para obter uma medição independente da energia escura, um dos maiores mistérios do Cosmos. Pensa-se que a energia escura esteja a vencer uma batalha contra a gravidade, puxando o tecido do Universo. Pesquisas com base nesta aceleração foram premiadas com o Nobel da Física em 2011.
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Este gráfico ilustra a relação período de variabilidade-luminosidade das cefeidas, que os cientistas usam para calcular o tamanho, idade e velocidade de expansão do Universo.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Carnegie
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"Este é um quebra-cabeças enorme," afirma a autora principal do novo estudo, Wendy Freedman dos Observatórios do Instituto Carnegie para Ciência em Pasadena. "É emocionante termos sido capazes de usar o Spitzer para resolver os problemas fundamentais da cosmologia: a velocidade exacta a que o Universo se expande actualmente, bem como a medição da quantidade de energia escura no Universo de um outro ponto de vista." Freedman liderou o estudo inovador do Hubble que anteriormente tinha medido a constante de Hubble.
Glenn Wahlgren, cientista do programa Spitzer na sede da NASA em Washington, disse que a visão infravermelha, que consegue penetrar a poeira para proporcionar melhores vistas de estrelas variáveis chamadas cefeidas, permitiu ao Spitzer melhorar as medições anteriores da constante de Hubble.
"Estas estrelas pulsantes são de importância vital para o que os astrónomos chamam de escala de distância cósmica: um conjunto de objectos com distâncias conhecidas que, quando combinados com a velocidade a que os objectos se afastam de nós, revelam a velocidade de expansão do Universo," afirma Wahlgren.
As cefeidas são cruciais para os cálculos, pois as suas distâncias da Terra podem ser medidas facilmente. Em 1908, Henrietta Leavitt descobriu que estas estrelas pulsam a uma taxa directamente relacionada com o seu brilho intrínseco.
Para visualizar o porquê de isto ser tão importante, imagine alguém que se afasta com uma vela na mão. Quanto mais distante está, mais fraca será a sua luz. O seu brilho aparente revelaria a sua distância. O mesmo princípio aplica-se às Cefeidas, as "velas" padrão do nosso Cosmos. Ao medir quão brilhantes aparecem no nosso céu, e ao comparar este brilho com o seu brilho conhecido se estivessem perto, os astrónomos podem calcular a sua distância à Terra.
O Spitzer observou 10 cefeidas na nossa própria Galáxia, a Via Láctea, e 80 noutra galáxia vizinha chamada Grande Nuvem de Magalhães. Sem a poeira cósmica bloqueando a nossa visão, a equipa do Spitzer foi capaz de obter medidas mais precisas do brilho aparente das estrelas, e portanto das suas distâncias. Estes dados abrem o caminho para uma estimativa nova e melhorada da velocidade de expansão do nosso Universo.
"Há pouco mais de uma década atrás, o uso das palavras 'precisão' e 'cosmologia' na mesma frase não era possível, e o tamanho e idade do Universo não eram melhor conhecidos do que um factor de dois," afirma Freedman. "Agora falamos numa precisão de apenas poucos pontos percentuais. É verdadeiramente extraordinário."
O estudo foi publicado na revista Astrophysical Journal e pode ser consultado online.
Links:
Notícias relacionadas:
NASA (comunicado de imprensa)
Artigo científico (formato PDF)
The Astrophysical Journal (requer subscrição)
Universe Today
SPACE.com
PHYSORG
redOrbit
UPI.com
AlertNet
Constante de Hubble:
Wikipedia
Telescópio Espacial Spitzer:
Página oficial
NASA
Centro Espacial Spitzer
Wikipedia |
