O Telescópio Espacial James Webb mediu a taxa de expansão do universo, e os resultados não são uma boa notícia para a maior crise da cosmologia.
Este resultado é consistente com medições feitas pelo Telescópio Espacial Hubble. Isto significa que não há nada de errado com os dados do Hubble e que ainda estamos num beco sem saída.
Ainda há divergências entre os diferentes métodos de medição conhecidos como tensor de Hubble, então teremos que contar com outra maneira de descobrir a rapidez com que o universo está se expandindo.
O universo que nos rodeia pode parecer estacionário, inalterado, mas tudo o que vemos está a afastar-se a uma taxa enorme conhecida como Constante de Hubble, ou H0. Não está claro exatamente quão rápido é H0, porque diferentes formas de medi-lo dão resultados diferentes.
Uma maneira é observar vestígios do universo primitivo, como a luz residual na radiação cósmica de fundo em micro-ondas ou ondas sonoras congeladas no tempo.
Outra forma é medir distâncias a objetos com brilho intrínseco conhecido, como supernovas do tipo Ia, ou Estrelas variáveis Cefeidascuja luz flutua regularmente, o que está relacionado ao seu brilho intrínseco.
O primeiro método tende a retornar uma taxa de expansão de cerca de 67 quilômetros por segundo por milhão de parsecs. A segunda, cerca de 73 quilômetros por segundo por megaparsec. Essa discrepância entre os dois é conhecida como tensão de Hubble.
Essas medições foram feitas repetidamente, reduzindo bastante as chances de erro em cada uma das estimativas. No entanto, permanece a possibilidade de que haja algo enganador em pelo menos alguns dos dados – especialmente porque alguns dos melhores dados que temos sobre as variáveis Cefeidas provêm de uma única fonte, o Telescópio Espacial Hubble.
“[Cepheid variables] É o instrumento padrão-ouro para medir distâncias entre galáxias a 100 milhões de anos-luz ou mais de distância e é um passo crucial na determinação da constante de Hubble. “Infelizmente, as estrelas nas galáxias estão agrupadas numa pequena área do nosso ponto de vista distante, por isso muitas vezes não temos a resolução para separá-las dos seus vizinhos na linha de visão.” O astrofísico Adam Ries explica Instituto de Ciências do Telescópio Espacial (STScI) e Universidade Johns Hopkins.
“A principal justificativa para a construção do Telescópio Espacial Hubble foi resolver este problema… O Hubble tem melhor resolução de comprimento de onda visível do que qualquer telescópio terrestre porque fica acima dos efeitos nebulosos da atmosfera da Terra. Como resultado, ele pode identificar Cefeidas individuais variáveis em galáxias a mais de cem quilômetros de distância.” milhões de anos-luz e medindo o intervalo de tempo durante o qual seu brilho muda.”
Para eliminar qualquer poeira que bloqueie a luz perto da luz Estas observações devem ser feitas no infravermelho próximo, uma parte do espectro eletromagnético na qual o Hubble não é particularmente forte. Isso significa que ainda há alguma incerteza sobre os dados que ele obteve.
O Telescópio Espacial James Webb, por outro lado, é um poderoso telescópio infravermelho e quaisquer dados que ele colete não estão sujeitos às mesmas limitações.
Rees e sua equipe primeiro transformaram o Telescópio Espacial James Webb em uma galáxia de distância conhecida, para calibrar o telescópio para a iluminação variável das Cefeidas. Então eles notaram Cefeidas em outras galáxias. Ao todo, o Telescópio Espacial James Webb coletou observações de 320 estrelas cefeidas, reduzindo bastante o ruído presente nas observações do Hubble.
Embora os dados do Hubble sejam muito barulhentosNo entanto, os dados de distância ainda eram consistentes com as observações do Telescópio Espacial James Webb. Isto significa que não podemos descartar cálculos H0 baseados nos dados do Hubble; A velocidade atual é de 73 quilômetros por segundo por megaparsec no momento, e o erro humano – pelo menos neste caso – não pode explicar o tremor do Hubble.
Ainda não sabemos a causa da tensão. Um dos principais candidatos é a energia escura, uma força misteriosa e pouco conhecida, mas aparentemente fundamental Aplicar pressão negativa Isso acelera a expansão do universo. Com as novas medições do Telescópio Espacial James Webb, podemos estar um pouco mais perto da resposta.
“Com Webb confirmando as medições do Hubble, as medições de Webb fornecem a evidência mais forte até o momento de que erros sistemáticos na fotometria Cefeida do Hubble não desempenham um papel significativo no atual tremor do Hubble.” diz Reese.
“Como resultado, as possibilidades mais interessantes permanecem em cima da mesa e a ambigüidade da tensão se aprofunda.”
Os resultados foram aceitos em Jornal Astrofísicoe está disponível em arXiv.