Nuevo cálculo de la expansión del Universo basada en quasares

Actualizado 23/01/2019 11:14:04 CET
Quasar
NASA HUBBLE SPACE TELESCOPE, TOMMASO TREU/UCLA, AN

   MADRID, 23 Ene. (EUROPA PRESS) -

   Imágenes desdobladas de quasares han servido para establecer una forma pionera de medir la velocidad a la que se está expandiendo el cosmos, una cuestión que ocupa a los astrónomos hace un siglo.

   En el centro de la disputa está la constante de Hubble, un número que relaciona las distancias con los desplazamientos al rojo de las galaxias, la cantidad de luz que se estira a medida que viaja a la Tierra a través del universo en expansión.

   Las estimaciones de la constante de Hubble oscilan entre 67 y 73 kilómetros por segundo por megaparsec, lo que significa que dos puntos en el espacio separados por 1 megaparsec (el equivalente a 3,26 millones de años luz) se alejan entre sí a una velocidad de entre 67 y 73 kilómetros por segundo.

   "La constante de Hubble ancla la escala física del universo", dijo en un comunicado Simon Birrer, académico postdoctoral de UCLA y autor principal del nuevo estudio, que se publica en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Sin un valor preciso para la constante de Hubble, los astrónomos no pueden determinar con precisión los tamaños de las galaxias remotas, la edad del universo o la historia de expansión del cosmos.

   La mayoría de los métodos para derivar la constante de Hubble tienen dos ingredientes: la distancia a alguna fuente de luz y el desplazamiento al rojo de esa fuente de luz.

   En busca de una fuente de luz que no se hubiera utilizado en los cálculos de otros científicos, Birrer y sus colegas recurrieron a los quasares, fuentes de radiación alimentadas por gigantescos agujeros negros. Y para su investigación, los científicos eligieron un subconjunto específico de quasares: aquellos cuya luz ha sido doblada por la gravedad de una galaxia intermedia, que produce dos imágenes una al lado de la otra en el cielo.

   La luz de las dos imágenes toma diferentes rutas a la Tierra. Cuando el brillo del quásar fluctúa, las dos imágenes parpadean una tras otra, en lugar de al mismo tiempo. El retraso en el tiempo entre esos dos parpadeos, junto con la información sobre el campo gravitacional de la galaxia entrometida, se puede utilizar para rastrear el viaje de la luz y deducir las distancias desde la Tierra hasta la galaxia del quasar y la del primer plano. Saber los desplazamientos al rojo del quasar y la galaxia permitió a los científicos estimar qué tan rápido se está expandiendo el universo.

   El equipo de UCLA, como parte de la colaboración internacional H0liCOW, había aplicado previamente la técnica para estudiar cuásares con imágenes cuádruples, en las que cuatro imágenes de un quásar aparecen alrededor de una galaxia en primer plano. Pero las imágenes cuádruples no son tan comunes: se cree que los cuásares de imagen doble son cinco veces más abundantes que los cuádruples.

   Para demostrar la técnica, el equipo dirigido por la UCLA estudió un quásar con doble imagen conocido como SDSS J1206 + 4332; se basaron en datos del Telescopio Espacial Hubble, los Géminis y W.M. Los observatorios Keck y de la red de Monitoreo Cosmológico de Lentes Gravitacionales, o COSMOGRAIL, un programa administrado por la Ecole Polytechnique Federale de Lausanne de Suiza, cuyo objetivo es determinar la constante de Hubble.

   Tommaso Treu, profesor de física y astronomía de la UCLA y autor principal del artículo, dijo que los investigadores tomaron imágenes del quásar todos los días durante varios años para medir con precisión el tiempo de retraso entre las imágenes. Luego, para obtener la mejor estimación posible de la constante de Hubble, combinaron los datos recopilados en ese quásar con datos que previamente habían sido recopilados por su colaboración H0liCOW en tres cuásares con imágenes cuádruples.

   "Lo bueno de esta medida es que es altamente complementario e independiente de los demás", dijo Treu.

72.5 KILÓMETROS POR SEGUNDO POR MEGAPARSEC

   El equipo liderado por UCLA elaboró una estimación de la constante del Hubble de aproximadamente 72.5 kilómetros por segundo por megaparsec, una cifra en línea con lo que otros científicos habían determinado en la investigación que utilizaba distancias para las supernovas (estrellas explosivas en galaxias remotas) como la clave medición.

   Sin embargo, ambas estimaciones son aproximadamente un 8 por ciento más altas que una que se basa en un débil resplandor de todo el cielo llamado fondo cósmico de microondas, una reliquia de 380,000 años después del Big Bang, cuando la luz viajó libremente por el espacio por primera vez. "Si hay una diferencia real entre esos valores, significa que el universo es un poco más complicado", dijo Treu.

   Por otra parte, dijo Treu, también podría ser que una medida, o las tres, estén equivocadas.

   Los investigadores ahora están buscando más quasares para mejorar la precisión de su medición constante de Hubble. Treu dijo que una de las lecciones más importantes del nuevo documento es que los quasares con doble imagen brindan a los científicos muchas más fuentes de luz útiles para sus cálculos constantes de Hubble. Por ahora, sin embargo, el equipo dirigido por la UCLA está centrando su investigación en 40 quásares con imágenes cuádruples, debido a su potencial para proporcionar información aún más útil que los de imagen doble.

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