Quase todas as medidas astronômicas dependem da constante de Hubble, um número que calcula a expansão do Universo. Isso confirma que o Universo ainda tem entre 12 e 14 bilhões de anos.
Um número criticamente importante que especifica a taxa de expansão do Universo, a constante Hubble, foi determinado de forma independente usando o Observatório de Raios-X Chandra da NASA. Esse novo valor corresponde a medições recentes usando outros métodos e estende sua validade a distâncias maiores, permitindo que os astrônomos investiguem épocas anteriores na evolução do Universo.
"A razão pela qual esse resultado é tão significativo é que precisamos da constante Hubble para nos dizer o tamanho do Universo, sua idade e a quantidade de matéria que contém", disse Max Bonamente do Marshall Space Flight Center (MSFC) da NASA em Huntsville, Ala., Principal autor do artigo que descreve os resultados. "Os astrônomos precisam absolutamente confiar nesse número, porque o usamos para incontáveis cálculos."
A constante Hubble é calculada medindo a velocidade com que os objetos estão se afastando de nós e dividindo por sua distância. A maioria das tentativas anteriores de determinar a constante de Hubble envolveu o uso de uma abordagem de várias etapas, ou escada de distância, na qual a distância de galáxias próximas é usada como base para determinar distâncias maiores.
A abordagem mais comum tem sido o uso de um tipo bem estudado de estrela pulsante, conhecida como variável Cefeida, em conjunto com supernovas mais distantes para rastrear distâncias pelo Universo. Os cientistas que usam esse método e as observações do Telescópio Espacial Hubble conseguiram medir a constante do Hubble em 10%. No entanto, apenas verificações independentes lhes dariam a confiança que desejavam, considerando que grande parte de nossa compreensão do Universo está na balança.
Ao combinar dados de raios-X de Chandra com observações de rádio de aglomerados de galáxias, a equipe determinou as distâncias para 38 aglomerados de galáxias, variando de 1,4 a 9,3 bilhões de anos-luz da Terra. Esses resultados não se baseiam na escada de distância tradicional. Bonamente e seus colegas acham que a constante do Hubble é de 77 quilômetros por segundo por megaparsec (um megaparsec é igual a 3,26 milhões de anos-luz), com uma incerteza de cerca de 15%.
Este resultado concorda com os valores determinados usando outras técnicas. A constante do Hubble já tinha 72, 8 ou 8 quilômetros por segundo por quiloparseg, com base nas observações do Telescópio Espacial Hubble. O novo resultado Chandra é importante porque oferece a confirmação independente de que os cientistas têm procurado e corrige a idade do Universo entre 12 e 14 bilhões de anos.
"Esses novos resultados são totalmente independentes de todos os métodos anteriores de medir a constante do Hubble", disse o membro da equipe Marshall Joy, também do MSFC.
Os astrônomos usaram um fenômeno conhecido como efeito Sunyaev-Zeldovich, onde fótons no fundo cósmico de microondas (CMB) interagem com elétrons no gás quente que permeia os enormes aglomerados de galáxias. Os fótons adquirem energia a partir dessa interação, que distorce o sinal do fundo do microondas na direção dos aglomerados. A magnitude dessa distorção depende da densidade e temperatura dos elétrons quentes e do tamanho físico do aglomerado. Usando radiotelescópios para medir a distorção do fundo de microondas e Chandra para medir as propriedades do gás quente, o tamanho físico do cluster pode ser determinado. A partir desse tamanho físico e de uma simples medição do ângulo subtendido pelo cluster, as regras da geometria podem ser usadas para derivar sua distância. A constante Hubble é determinada dividindo as velocidades de cluster medidas anteriormente por essas distâncias recém-derivadas.
Este projeto foi patrocinado pelo designer de espelho de telescópio Chandra, Leon Van Speybroeck, falecido em 2002. A fundação foi lançada quando os membros da equipe John Carlstrom (Universidade de Chicago) e Marshall Joy obtiveram cuidadosas medições de rádio das distorções na radiação CMB usando rádio telescópios na matriz de Berkeley-Illinois-Maryland e no Observatório de Rádio Caltech Owens Valley. Para medir as propriedades precisas dos raios X do gás nesses aglomerados distantes, foi necessário um telescópio de raios X baseado no espaço com a resolução e a sensibilidade de Chandra.
"Era um dos objetivos de Leon ver esse projeto acontecer, e me sinto muito orgulhoso de ver isso acontecer", disse o cientista do projeto Chandra Martin Weisskopf, do MSFC.
Os resultados são descritos em um artigo publicado na edição de 10 de agosto do The Astrophysical Journal. A MSFC gerencia o programa Chandra da Diretoria de Missões Científicas da agência. O Observatório Astrofísico Smithsonian controla as operações científicas e de vôo do Chandra X-ray Center, Cambridge, Massachusetts.
Fonte original: Chandra News Release
