Astrônomos Intrigados com o Mistério da Expansão do Universo

Uma controvérsia persiste entre os diversos métodos de medição, conhecida como a tensão de Hubble, deixando-nos dependentes de outras maneiras de determinar a taxa de expansão do nosso Universo.

O Universo ao nosso redor pode parecer estático, mas tudo o que observamos está, na verdade, afastando-se a uma velocidade denominada Constante de Hubble, ou H0. No entanto, a precisão de H0 permanece incerta, pois diferentes abordagens de medição apresentam resultados conflitantes.

Uma abordagem envolve a observação de relíquias do Universo primordial, como vestígios de luz na radiação cósmica de fundo em micro-ondas ou padrões acústicos congelados no tempo.

Outra técnica consiste em medir as distâncias até objetos com brilho intrínseco conhecido, como supernovas do Tipo Ia ou estrelas variáveis Cefeidas, cuja luminosidade flutua de forma regular, correlacionada com sua luminosidade intrínseca.

O primeiro método sugere uma taxa de expansão de cerca de 67 quilômetros por segundo por megaparsec, enquanto o segundo aponta para aproximadamente 73 quilômetros por segundo por megaparsec. A discrepância entre esses valores é denominada tensão de Hubble.

Embora essas medições tenham sido repetidas minuciosamente, a possibilidade de algum viés nos dados persiste, especialmente porque informações cruciais sobre as variáveis Cefeidas provêm principalmente do Telescópio Espacial Hubble.

Adam Riess, astrofísico do Space Telescope Science Institute (STScI) e da Universidade Johns Hopkins, explica que as Cefeidas são fundamentais para medir distâncias galácticas, mas muitas vezes a falta de resolução impede sua distinção dos objetos vizinhos em nossa linha de visão.

O Telescópio Espacial Hubble foi projetado para superar essa limitação, pois opera no espectro visível, acima dos efeitos de distorção atmosférica da Terra, permitindo a identificação de Cefeidas individuais em galáxias distantes.

Para eliminar a interferência de poeira na luz próxima ao óptico, essas observações devem ser feitas no infravermelho próximo, uma faixa em que o Hubble não é tão eficiente. O Telescópio Espacial James Webb, ao contrário, é especializado em observações infravermelhas e, portanto, não enfrenta essas restrições.

A equipe de Riess direcionou o Telescópio Espacial James Webb inicialmente para uma galáxia com distância conhecida para calibrar suas medições da luminosidade das Cefeidas. Em seguida, observaram Cefeidas em outras galáxias, coletando dados de 320 dessas estrelas. Isso reduziu consideravelmente o ruído presente nas observações do Hubble.

Surpreendentemente, apesar da imprecisão dos dados do Hubble, as estimativas das distâncias concordaram com as observações do James Webb. Isso implica que os cálculos da Constante de Hubble baseados nos dados do Hubble, mantendo-se em 73 quilômetros por segundo por megaparsec, ainda são válidos e que os erros humanos não explicam a tensão de Hubble neste caso.

A causa subjacente dessa discrepância permanece desconhecida, mas um dos principais suspeitos é a energia escura, uma força misteriosa que acelera a expansão do Universo. Com as novas medições do James Webb, estamos mais próximos de desvendar esse enigma.

Adam Riess afirma: “Com o Webb confirmando as medições do Hubble, as evidências apontam que os erros sistemáticos na fotometria das Cefeidas do Hubble não são a principal causa da tensão atual de Hubble. Assim, as possibilidades mais intrigantes permanecem em aberto, e o mistério da tensão continua aprofundando-se.”