El Universo podría estar expandiéndose más rápido de lo esperado

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Quásar HE0435-1223, lente gravitacional

El quásar HE0435-1223, cuya imagen se ve aumentada por el efecto de lente gravitacional. Crédito: ESA/Hubble, NASA, Suyu.

La constante de Hubble –la velocidad con que se expande el Universo– es uno de los valores fundamentales que describen nuestro Universo. Un grupo de astrónomos de la colaboración H0LiCOW, liderado por Sherry Suyu (asociado con el Instituto de Astrofísica Max Planck en Alemania, el ASIAA en Taiwán y la Universidad Técnica de Múnich), usó el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA y otros telescopios espaciales y terrestres para observar cinco galaxias a fin de llegar a una medición independiente de la constante de Hubble.

La nueva medición es completamente independiente de –pero concuerda muy bien con– otras mediciones de la constante de Hubble en el universo local que usaron estrellas variables Cefeidas y supernovas como puntos de referencia.

No obstante, el valor medido por Suyu y su equipo, así como aquellas mediciones con Cefeidas y supernovas, son diferentes de las mediciones hechas por el satélite Planck de la ESA. Pero hay una diferenciación importante: Planck midió la constante de Hubble del universo joven observando el fondo cósmico de microondas.

Aunque el valor de la constante de Hubble determinado por Planck coincide con nuestra comprensión actual del cosmos, los valores obtenidos por los diferentes grupos de astrónomos para el universo local no concuerdan con nuestro modelo teórico aceptado del Universo. “La velocidad de expansión del Universo está comenzando a ser medido de diferentes maneras con una precisión tan alta que las discrepancias actuales podrían posiblemente apuntar hacia una nueva física más allá de nuestro conocimiento actual del Universo”, explica Suyu.

Quásar RXJ1131-1231, lente gravitacional

Imagen del quásar RXJ1131-1231 aumentada por lente gravitacional. Crédito: ESA/Hubble, NASA, Suyu.

Los objetivos del estudio fueron galaxias masivas posicionadas entre la Tierra y quásares muy lejanos; núcleos de galaxias increíblemente luminosos. La luz desde los quásares más lejanos es curvada alrededor de las grandes masas de las galaxias como resultado de un fuerte lente gravitacional. Esto crea múltiples imágenes del quásar de fondo, algunas con forma de arcos.

Debido a que las galaxias no crean distorsiones perfectamente esféricas en el tejido del espacio y las galaxias que actúan como lente y los quásares no están perfectamente alineados, la luz de las diferentes imágenes del quásar de fondo siguen caminos que tienen longitudes ligeramente diferentes. Dado que el brillo de los quásares cambia con el paso del tiempo, los astrónomos pueden ver las imágenes titilar en momentos diferentes y los retrasos entre ellas dependen de las longitudes de los caminos que la luz ha tomado. Estos retrasos están directamente relacionados con el valor de la constante de Hubble.

“Nuestro método es la forma más simple y directa de medir la constante de Hubble ya que solo usa geometría y Relatividad General, no hay otras suposiciones”, explica el coautor Frédéric Courbin de EPFL, Suiza.

El uso de las mediciones precisas de los retrasos de tiempo entre las múltiples imágenes, así como también de modelos computacionales, permitió al equipo determinar la constante de Hubble con una alta precisión: 3,8%. “Una medición precisa de la constante de Hubble es uno de los premios más buscados en la investigación cosmológica de hoy”, destaca el miembro del equipo Vivien Bonvin, del EPFL, Suiza.

“La constante de Hubble es crucial para la astronomía moderna, dado que puede ayudar a confirmar o refutar si nuestra imagen del Universo –compuesto de energía y materia oscuras, y materia normal– es realmente correcta, o si nos falta algo fundamental”, añade Suyu.

Los artículos “H0LiCOW I. H0 Lenses in COSMOGRAIL’s Wellspring: Program Overview”, “H0LiCOW II. Spectroscopic survey and galaxy-group identification of the strong gravitational lens system HE 0435−1223”, “H0LiCOW III. Quantifying the effect of mass along the line of sight to the gravitational lens HE 0435−1223 through weighted galaxy counts”, “H0LiCOW IV. Lens mass model of HE 0435−1223 and blind measurement of its time-delay distance for cosmology” y “H0LiCOW V. New COSMOGRAIL time delays of HE 0435−1223: H0 to 3.8% precision from strong lensing in a flat ΛCDM model” serán publicados en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fuente: Spacetelescope.org

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