O Telescópio Espacial James Webb (JWST) descobriu mais um sinal preocupante de que há algo muito errado com o nosso modelo do universo.
Dependendo da parte do universo que os astrónomos medem, o cosmos parece estar a crescer a taxas diferentes – um problema que os cientistas chamam de tensão de Hubble. Medições tiradas do universo distante e primitivo mostram que a taxa de expansão, chamada constante de Hubble, corresponde de perto ao nosso melhor modelo atual do universo, enquanto aquelas tomadas mais perto da Terra ameaçam quebrá-lo.
Agora, um novo estudo que utilizou a luz distorcida gravitacionalmente de uma supernova distante de 10,2 mil milhões de anos-luz revelou que o mistério pode ter vindo para ficar. Os pesquisadores divulgaram suas descobertas em um série de papéis no The Astrophysical Journal. Os cálculos de tensão do Hubble similarmente foram aceitos para publicação na revista e estão publicados em um artigo no banco de dados pré-impresso arXiv.
“Os resultados da nossa equipe são impactantes: o valor da constante de Hubble corresponde a outras medições no universo local e está um pouco em tensão com os valores obtidos quando o universo era jovem”, disse o coautor Brenda Fryeprofessor associado de astronomia da Universidade do Arizona disse em um comunicado.
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Atualmente, existem dois métodos padrão-ouro para descobrir a constante de Hubble. A primeira envolve estudar pequenas flutuações na radiação cósmica de fundo, uma antiga relíquia da primeira luz do universo produzida apenas 380 mil anos após o Big Bang. Este método permitiu aos astrónomos inferir uma taxa de expansão de aproximadamente 67 quilómetros por segundo por megaparsec (km/s/Mpc), o que corresponde de perto às previsões feitas pelo modelo padrão da cosmologia.
Mas o segundo método, que mede distâncias mais próximas com estrelas pulsantes chamadas variáveis Cefeidas, contradiz isto - devolvendo um valor surpreendentemente elevado de 73,2 km/s/Mpc. Esta discrepância superficialmente pode não parecer muito, mas é suficiente para contradizer completamente as previsões feitas pelo modelo padrão. De acordo com o modelo, uma entidade misteriosa conhecida como energia escura supostamente está impulsionando a expansão do universo a uma taxa constante, mas as novas descobertas prejudicam esse entendimento.
Nos novos estudos, os astrônomos apontaram a câmera infravermelha próxima do JWST (NIRCam) para o aglomerado de galáxias PLCK G165.7+67.0, similarmente conhecido como G16, que está localizado a 3,6 bilhões de anos-luz da Terra. Lá, eles avistaram três pontos distintos de luz que vinham de uma única supernova do tipo IA, cuja luz havia sido ampliada e curvada, ou lente gravitacionalmente, por uma galáxia à sua frente.
As supernovas do tipo Ia ocorrem quando o material de uma estrela cai na casca de uma estrela morta, conhecida como anã branca, levando a uma gigantesca explosão termonuclear. Pensa-se que estas explosões acontecem sempre com o mesmo brilho, tornando-as “velas padrão” a partir das quais os astrónomos podem medir distâncias distantes e calcular a constante de Hubble.
Observações de acompanhamento feitas com o Multiple Mirror Telescope e o Large Binocular Telescope, ambos no Arizona, confirmaram o ponto de origem dos pontos.
Ao estudar os atrasos de tempo entre os pontos e ligá-los, juntamente com a distância da supernova, em vários modelos de lentes gravitacionais, os pesquisadores produziram um valor constante de Hubble de 75,4 km/s/Mpc, mais 8,1 ou menos 5,5 – contradizendo categoricamente o modelo padrão. mais uma vez.
É pouco provável que o cálculo seja a palavra final sobre a tensão, com outros grupos de investigação a prosseguirem as suas próprias linhas de investigação sobre o enigma cósmico. Por sua vez, os investigadores por detrás dos novos estudos afirmam que continuarão a recolher pistas vitais de outras estrelas em explosão encontradas ao redor da galáxia.