Luz de astros distantes é usada para medir a expansão do cosmos

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Imagem: NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab/Divulgação
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Sabemos que o Universo está se expandindo, mas não o quão rápido – uma estimativa da qual os pesquisadores discordam. Achar a concórdia foi, grosso modo, o objetivo da pesquisa do astrofísico Simon Birrer, do Instituto Kavli de Física de Partículas e Astrofísica: uma constante de Hubble que satisfizesse a todos.

Essa taxa de expansão do cosmos pode ser estabelecida de duas maneiras. A escada da distância cósmica usa a análise do espectro de luz de supernovas distantes para calcular a rapidez com que elas estão se afastando de nós e, em seguida, dividir pela distância para estimar a constante de Hubble. O outro método mede as ondulações na radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB) para inferir há quanto tempo e a que distância ela foi criada.

Uma terceira via é a que Birrer e sua equipe usaram, unindo um método antigo, chamado de cosmografia de retardo de tempo, para determinar uma nova estimativa para a expansão do Universo.

O astrofísico usou as lentes gravitacionais, efeito causado por corpos geradores de gravidade poderosa, como galáxias. A luz gerada atrás deles é desviada e multiplicada – mas, apesar dessa distorção, as lentes gravitacionais propiciam observações mais acuradas, à medida que a luz chega às lentes do telescópio espacial Hubble amplificada, tornando objetos até então invisíveis, observáveis.

O resultado final é a luz chegando à Terra por caminhos diferentes, criando múltiplas imagens de um mesmo objeto, até mesmo fora de sintonia (isso acontece quando o objeto, por estar muito distante, varia ao longo do tempo – quasares são os melhores exemplos: como o tempo gasto pela luz em cada um dos caminhos ao redor da galáxia de lente é diferente, o Hubble capta imagens ligeiramente diferentes, com um brilho fora de sincronia).

Entre dois métodos

Com o avanço da tecnologia, é possível agora medir o tempo das diferentes trajetórias da luz distorcidas pela gravidade de uma galáxia: a cosmografia de retardo de tempo pôde ser tirada da gaveta.

Birrer e equipe, integrantes do esforço internacional conhecido como TDCOSMO (ou Time-Daley Cosmography) chegaram ao valor de 73 quilômetros por segundo por megaparsec (km/s/Mpc), com uma precisão de 2%, para a constante de Hubble. O resultado se aproximava das estimativas da escada de distância local.

O Universo em uma imagem: para medir a taxa de expansão, os astrônomos usam a distancia até a "borda" (você pode ver a figura ampliada aqui).O Universo em uma imagem: para medir a taxa de expansão, os astrônomos usam a distancia até a "borda" (você pode ver a figura ampliada aqui).Fonte:  Wikipedia Commons/Pablo Carlos Budassi/Reprodução 

O caminho foi tentar de outro jeito: foram adicionadas 33 galáxias de lentes com propriedades semelhantes. O resultado – a diminuição da estimativa da constante de Hubble para 67 km/s/Mpc, com uma incerteza de 5% – agora pendia para o do método de medição da CMB.

Incerteza maior

Então, Birrer propôs investigar mais sete galáxias de lente com atrasos de tempo para, assim, chegar a outra estimativa. A diferença, agora, era que os astrofísicos fariam a análise sem se preocupar com a constante de Hubble que seria encontrada, para não contaminar os resultados.

A equipe chegou a um valor mais alto da constante de Hubble: 74 km/s/Mpc, e com uma incerteza ainda maior. "Isso não significa que o debate sobre a constante de Hubble acabou – longe disso", disse Birrer.

Segundo ele, “estamos coletando agora os dados que nos permitirão recuperar a maior parte da precisão que havíamos alcançado anteriormente. Também teremos imagens de muito mais galáxias de lente através do Observatório Vera C. Rubin para melhorar nossas estimativas."

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