Un equipo de colaboradores de Carnegie y la Universidad de Chicago usó estrellas gigantes rojas que fueron observadas por el Telescopio Espacial Hubble para hacer una medición completamente nueva de qué tan rápido se está expandiendo el universo. arrojando sus sombreros al ring de un debate muy disputado. Su resultado, que se encuentra entre los dos anteriores, valores en competencia — se publicarán en el Diario astrofísico .

Hace casi un siglo, El astrónomo de Carnegie, Edwin Hubble, descubrió que el universo ha estado creciendo continuamente desde que explotó durante el Big Bang. Pero precisamente la rapidez con la que se mueve, un valor denominado constante de Hubble en su honor, ha permanecido obstinadamente esquiva.

La constante de Hubble ayudó a los científicos a esbozar la historia y la estructura del universo y una medición precisa de la misma podría revelar cualquier defecto en este modelo imperante.

"La constante de Hubble es el parámetro cosmológico que establece la escala absoluta, Talla, y edad del universo; es una de las formas más directas que tenemos de cuantificar cómo evoluciona el universo, "dijo la autora principal Wendy Freedman de la Universidad de Chicago, quien comenzó este trabajo en Carnegie.

Hasta ahora, se han utilizado dos herramientas principales para medir la tasa de expansión del universo. Desafortunadamente, sus resultados no concuerdan y la tensión entre los dos números ha persistido incluso cuando cada lado hace lecturas cada vez más precisas. Sin embargo, Es posible que la diferencia entre los dos valores se deba a inexactitudes sistémicas en uno o ambos métodos, alentando al equipo de investigación a desarrollar su nueva técnica.

Un método pionera en Carnegie, usa estrellas llamadas cefeidas, que pulsan a intervalos regulares. Debido a que se sabe que la velocidad a la que pulsan está relacionada con su brillo intrínseco, los astrónomos pueden usar su luminosidad y el período entre pulsos para medir sus distancias desde la Tierra.

"Desde lejos, dos campanas pueden parecer iguales, escuchar sus tonos puede revelar que uno es en realidad mucho más grande y más distante, y el otro es más pequeño y más cercano, "explicó Barry Madore de Carnegie, uno de los coautores del artículo. "Igualmente, comparar cuán brillantes parecen ser las Cefeidas distantes con el brillo de las Cefeidas cercanas nos permite determinar qué tan lejos están de la Tierra cada una de las galaxias anfitrionas de las estrellas ".

Cuando se conoce la distancia de un objeto celeste, una medida de la velocidad a la que se aleja de nosotros revela la tasa de expansión del universo. La razón de estas dos cifras, la velocidad dividida por la distancia, es la constante de Hubble.

El segundo método utiliza el resplandor que quedó del Big Bang. Llamada radiación de fondo cósmica, es la luz más antigua que podemos ver. Patrones de compresión en el grueso, El plasma espeso del que estaba compuesto el universo bebé todavía se puede ver y cartografiar como ligeras variaciones de temperatura. Estas ondas documentando los primeros momentos del universo, puede avanzar en el tiempo a través de un modelo y usarse para predecir la constante de Hubble actual.

La primera técnica dice que la tasa de expansión del universo es de 74,0 kilómetros por segundo por megaparsec; el último dice que es 67,4. Si es real la discrepancia podría presagiar una nueva física.

Ingrese la tercera opción.

El programa Carnegie-Chicago Hubble, dirigido por Freedman e incluyendo a los astrónomos de Carnegie Madore, Christopher Burns, Mark Phillips, Jeff Rich, y Mark Seibert, así como la compañera de Carnegie-Princeton Rachael Beaton, desarrollaron una nueva forma de calcular la constante de Hubble.

Su técnica se basa en una clase de estrellas muy luminosas llamadas gigantes rojas. En cierto momento de sus ciclos de vida, el helio en estas estrellas se enciende, y sus estructuras son reorganizadas por esta nueva fuente de energía en sus núcleos.

"Así como el grito de un somorgujo se reconoce al instante entre los cantos de los pájaros, el brillo máximo de una gigante roja en este estado se diferencia fácilmente, "Explicó Madore." Esto las convierte en excelentes velas estándar ".

El equipo utilizó las cámaras sensibles del telescopio espacial Hubble para buscar gigantes rojas en galaxias cercanas.

"Piense en ello como escanear a una multitud para identificar a la persona más alta; es como si el gigante rojo más brillante experimentara un destello de helio, ", dijo Burns." Si vivieras en un mundo donde supieras que la persona más alta en cualquier habitación tendría exactamente la misma altura, ya que asumimos que el brillo máximo de la gigante roja más brillante es el mismo, podrías usar esa información para decirte qué tan lejos está de ti la persona más alta en una multitud determinada ".

Una vez que se conocen las distancias a estas gigantes rojas recién encontradas, la constante de Hubble se puede calcular con la ayuda de otra vela estándar, las supernovas de tipo Ia, para disminuir la incertidumbre causada por la relativa proximidad de las gigantes rojas a nosotros y extender nuestro alcance hacia el flujo de Hubble más distante.

De acuerdo con el método de la gigante roja, la tasa de expansión del universo es 69,8, cayendo provocativamente entre los dos números previamente determinados.

"Somos como esa vieja canción, 'Atrapados en el medio contigo, ", bromeó Madore." ¿Hay una crisis en la cosmología? Esperábamos ser un desempate pero por ahora la respuesta es:no tan rápido. La pregunta de si el modelo estándar del universo está completo o no está por responder ".