gov-civil-vilareal.ptQuando o Universo não faz sentido, olhe para uma linda galáxia
>O que você faz quando descobre que há algo errado com o Universo?
No caso do meu velho amigo e colega Adam Riess, você aponta o Telescópio Espacial Hubble para uma linda galáxia espiral.
Pode haver um pouquinho mais a dizer sobre isso, mas você sabe se eu usar a frase 'linda galáxia espiral' então vou mostrar a você, bem, uma linda galáxia espiral.
A galáxia espiral NGC 3254, vista pelo Hubble em 2019. Crédito: ESA / Hubble e NASA, A. Riess et al .; CC BY 4.0
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Oof. Eu te disse.
Isso é NGC 3254, uma espiral a cerca de 65 milhões de anos-luz da Terra. Isso é decentemente próximo com o que as galáxias vão, então o Hubble tem uma vista fantástica dele; dezenas de milhares de estrelas individuais podem ser vistas nesta imagem. Qual é o ponto.
Aqui está o problema com o Universo: sabemos que ele está se expandindo e sabemos que a expansão está se acelerando, aumentando com o tempo. Mas por quanto está colocando um problema. Quando medimos objetos muito distantes, como a radiação de fundo que sobrou do Big Bang, obtemos um número para essa taxa de expansão, mas quando olhamos relativamente mais de perto, como estrelas explodindo em galáxias a um bilhão ou dois anos-luz de distância, chegamos um número diferente. Os números são próximos, mas a diferença é irritante .
Ambos os cálculos baseiam-se em uma série de observações complexas que são sensíveis ao quão bem entendemos o que estamos fazendo. Quando se trata daquele com estrelas em explosão, estamos olhando para galáxias que ainda estão bem distantes, e saber a que distância elas estão é uma parte importante do processo. Uma maneira de fazer isso é procurar o mesmo tipo de supernova em galáxias muito mais próximas de nós, onde temos maneiras independentes de medir sua distância, e então extrapolar isso para as estrelas em explosão mais distantes.
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Imagem terrestre do observatório Pan-STARRS da galáxia espiral NGC 3254. Crédito: Aladin / Pan-STARRS
Este tipo particular de supernova, chamado um tipo Ia , acontece com frequência suficiente em nossas galáxias vizinhas para que possamos usar o Hubble para dar uma olhada na galáxia hospedeira e procurar por um tipo especial de estrela chamada Variáveis cefeidas . Eles literalmente pulsam, mudando seu brilho ao longo de semanas e meses. A taxa em que sua luz muda depende de quão luminosos eles realmente são, que é a chave para tudo. Se pudermos medir essa pulsação, saberemos o quão brilhante é a estrela. Em seguida, comparamos com o quão brilhante ela parece (porque quanto mais longe uma estrela está, mais fraca ela aparece) e bum: Temos a distância até aquela galáxia.
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Adam Riess é um dos líderes da comunidade astronômica em tentar entender a aceleração universal e tem um programa no Hubble para observar essas galáxias; observá-los continuamente ao longo do tempo torna possível encontrar essas estrelas variáveis e obter seus períodos.
E é por isso que Hubble observou NGC 3254 . Em 2019, depois de viajar desde a época em que um asteróide destruiu os dinossauros, a luz de uma supernova Tipo Ia chegou à Terra vinda da galáxia. Chamado SN 2019NP, era muito brilhante (para uma supernova a dezenas de milhões de anos-luz de distância), e você pode vê-la facilmente na imagem do Hubble como uma estrela azul brilhante perto do topo da imagem:
A supernova SN 2019NP (centrada) explodiu na galáxia NGC 3254, e o Hubble foi usado para observá-la e as estrelas ao seu redor para medir com mais precisão sua distância. Crédito: ESA / Hubble e NASA, A. Riess et al .; CC BY 4.0
Uau. Essas imagens foram tiradas em março de 2019, alguns meses depois que a supernova atingiu o brilho máximo e começou a escurecer. Tinha cerca de 1 / 10.000º tão brilhante quanto a estrela mais tênue que você pode ver a olho nu, mas o Hubble é um telescópio decente. A estrela é bastante óbvia.
Portanto, essas observações vão na pilha de muitas outras galáxias observadas para adicionar alguns degraus ao que chamamos de escada de distância: Pegue a distância para as Cefeidas próximas na Via Láctea, use isso para obter distâncias a elas em galáxias mais distantes, use isso para calibrar as explosões de supernovas Tipo Ia nessas galáxias, use-as para calibrar as muito mais distantes e, em seguida, use Essa para descobrir a rapidez com que o Universo está se expandindo.
E é por isso que Hubble olhou para uma linda galáxia espiral. No final das contas, o problema quase certamente não é com o Universo - ele geralmente sabe o que está fazendo - mas com nossas observações dele. Olhar para NGC 3254 pode ajudar com isso.
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Embora, para ser honesto, eu prefiro que o problema seja real. Se esses dois métodos fornecem dois números diferentes, porque o próprio Universo se comporta de maneira muito diferente muito longe de nós, isso seria extremamente legal. Significa mais coisas para descobrir, mais ciência divertida! Esperançosamente em alguns anos saberemos.
