O Telescópio Espacial James Webb (JWST) examinou o trabalho de seu irmão maior, o Telescópio Espacial Hubble. As medições da taxa de expansão do Universo feitas pelo Hubble são perfeitas, descobriu o observatório pioneiro, aumentando ainda mais o chamado “Tensão Hubble“.
Muito simplesmente, mede a taxa de expansão do universo, que é determinada por uma propriedade chamada… Constante de Hubbleapenas não some.
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Notas manuais Fundo cósmico de microondas (CMB), que se assemelha a uma imagem moderna do universo apenas 379.000 anos após o seu aparecimento. a grande explosãoSuponha que o universo esteja se expandindo hoje a uma taxa de cerca de 67,8 quilômetros por segundo por milhão de parsecs. Isso significa que cada volume de espaço é um milhão Um parsec (3,26 milhões Ano luz) deveria estar se expandindo a uma taxa de 67,8 quilômetros (42,1 milhas) por segundo.
Uma forma alternativa de medir esta expansão é subir a escada da distância cósmica, com cada degrau moldado por um marco astrofísico diferente, como estrelas variáveis Cefeidas e estrelas do Tipo Ia. Supernovas. O brilho desses objetos pode nos dizer suas distâncias, com as quais podemos compará-los. Desvio para o vermelho Valores para determinar o quanto o universo se expande à medida que sua luz viaja até nós. Mas o problema é que este método nos dá um valor completamente diferente para a constante de Hubble: cerca de 73,2 quilómetros (45,5 milhas) por segundo por megaparsec.
A aparente discrepância entre as duas medições é o que os cosmólogos começaram a chamar de tensão de Hubble. Ninguém sabe por que isso acontece, mas algumas hipóteses exigem uma nova física para explicar o aparente paradoxo.
Uma possível explicação é que existe um erro de medição no degrau inferior da escala de distância cósmica, que abriga as variáveis Cefeidas. Estas são estrelas com uma luminosidade que flutua de forma previsível à medida que as estrelas pulsam dentro e fora delas. Quanto maior o período de pulso entre os momentos de brilho máximo, maior será o brilho máximo. A relação entre o período e a luminosidade permite-nos calcular com precisão a nossa distância da Terra; É possível medir o período da pulsação para calcular o brilho máximo e, então, com base em quão brilhante é para nós a variável Cefeida no céu, podemos descobrir a que distância ela teria que estar para parecer tão brilhante.
No entanto, não é um método totalmente infalível.
O Telescópio Espacial Hubble pode detectar variáveis Cefeidas em galáxias distantes, mas quanto mais distantes elas estão, mais difícil é distingui-las de todas as outras estrelas agrupadas ao seu redor. Como tal, havia a preocupação de que estrelas não resolvidas adjacentes às variáveis Cefeidas nestas galáxias distantes estivessem aumentando os valores de brilho aparente das Cefeidas, criando um erro invisível e sistemático nas medições. A poeira interestelar também pode afetar o brilho das variáveis Cefeidas, diminuindo-as da nossa visão na Terra.
Mas novas medições feitas com o Telescópio Espacial James Webb de cinco galáxias que hospedam mais de mil variáveis Cefeidas descartaram este possível erro. A visão infravermelha do JWST é capaz de penetrar na poeira interestelar, enquanto sua maior resolução permite resolver variáveis Cefeidas tão claramente que se destaca da multidão. Através destas medições do Telescópio Espacial James Webb, os astrónomos liderados por Adam Ries, da Universidade Johns Hopkins, determinaram que as medições originais do Hubble estavam corretas.
“Agora cobrimos toda a gama do que o Hubble observou e podemos descartar o erro de medição como causa do tremor do Hubble com uma confiança muito elevada”, disse Rees na sua pesquisa. declaração.
As cinco galáxias observadas pelo Telescópio Espacial James Webb, a mais distante das quais é a NGC 5468, a 130 milhões de anos-luz de nós, também acolheram um total de oito supernovas do Tipo Ia nas últimas décadas. Essas supernovas, que indicam destruição Anãs brancas, tem uma curva de luminosidade mensurável e constitui o próximo degrau na escala de distância cósmica acima das Cefeidas. Como o grau anterior é necessário para calibrar o próximo grau, as observações das variáveis Cefeidas do Telescópio Espacial James Webb tornam as medições de distância usando supernovas Tipo Ia – que são brilhantes o suficiente para serem vistas em galáxias muito mais distantes do que as galáxias Cefeidas – mais precisas. Eles também nos dizem que há uma discrepância nas diferentes medidas da constante de Hubble.
“Com os erros de medição negados, o que resta é a possibilidade real e emocionante de termos compreendido mal o universo”, disse Rees.
Os resultados da equipe demoram a chegar, pois vêm disponível No servidor de pré-impressão arxiv Ganhando conversa no final do ano passado. Mas agora que foi totalmente publicado, talvez possamos finalmente encerrar o capítulo culpando o próprio Hubble pelo estresse do Hubble.
Os resultados da equipe de Reiss foram publicados no dia 6 de fevereiro no Cartas de diários astrofísicos.