Esta es una imagen del Telescopio Espacial Hubble de la galaxia espiral NGC 3021. Esta fue una de varias galaxias huéspedes de supernovas de tipo Ia observadas recientemente por los astrónomos para perfeccionar la medición de la tasa de expansión del universo, llamada la constante de Hubble. El Hubble hizo precisas mediciones de las estrellas variables Cefeidas en la galaxia, destacadas por los círculos verdes en las cuatro cajas de inserción. Estas estrellas pulsan a un ritmo que se corresponde estrechamente con su brillo intrínseco. Esto las hace ideales para la medición de distancias intergalácticas. Las Cefeidas se utilizan para calibrar un incluso mas brillante hito marcador que se puede utilizar para grandes distancias, la supernova del tipo Ia. La supernova se observó en la galaxia en 1995. Las imágenes de las cajas fueron tomadas con la cámara de infrarrojos Cercano y el Multi-Objeto del Espectrómetro (NICMOS).Credit: NASA, ESA, and A. Riess (STScI/JHU)
El nombre de "energía oscura" es sólo una denominación para la fuerza- lo que sea - que está causando la expansión del universo. Pero los astrónomos estan quizas acercandose a la comprensión de esta fuerza con nuevas observaciones de estrellas variables Cefeidas por el Telescopio Espacial Hubble, que han perfeccionado la medición de la tasa de expansión actual del Universo a una precisión donde el error es menor que el cinco por ciento. El nuevo valor de la tasa de expansión, conocida como la constante de Hubble, H0 (Edwin Hubble fue el primero en medir la expansión del universo hace casi un siglo), es 74,2 kilómetros por segundo por megaparsec (margen de error de ± 3,6). Los resultados son cercanos y de acuerdo con una primera medición obtenida por Hubble de 72 ± 8 km / seg / megaparsec, pero ahora con el doble de precisión.
La medición del Hubble, llevada a cabo por el SHOES (supernova H0 para la Ecuación Estado) equipo dirigido por Adam Riess, del Instituto Científico del Telescopio Espacial y la Universidad Johns Hopkins, utiliza una serie de mejoras para modernizar y fortalecer la construcción de una "escala de distancia" cosmica, de mil millones de años luz de longitud, que los astrónomos utilizen para determinar la tasa de expansión del universo.
Las observaciones del Hubble de las pulsantes variables Cepheidas en una cercana marcadora de millas cosmicas, la galaxiaNGC 4258, y en galaxias huéspedes de recientes supernovas, vinculan directamente estos indicadores de distancia. El uso del Hubble para salvar estos peldaños en la escala elimino los sistemáticos errores que casi inevitablemente se introducen mediante la comparación de las mediciones de diferentes telescopios.
Las mediciones del Hubble han simplificado la "escala de distancia" cosmica, que es necesaria para calcular con más precisión el valor de la tasa de expansión del universo, llamada la constante de Hubble. Al seleccionar galaxias huéspedes de estrellas variables Cefeidas –( conocidas como marcadores fiables )– las cuales son usadas para calibrar supernovas de tipo Ia en la misma galaxia anfitriona. La nueva técnica reduce la escala de distancia a tres "escalones": (1) La distancia a la galaxia NGC 4258 se mide a través de la geometría simple y leyes de Kepler, (2) Cefeidas en las seis galaxias más distantes se utiliza para calibrar la luminosidad de las supernovas de tipo Ia ; (3) La constante de Hubble se mide mediante la observación de un mas brillante marcador, las supernovas del tipo Ia, en las galaxias más distantes a cientos de millones de años luz de distancia, integradas en el universo en expansión.Credit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI)
Riess explica la nueva técnica: "Es como medir un edificio con una larga cinta de medicion en lugar de mover una vara de medir o regla dando traspies. Evitando combinar los pequeños errores que se hacen cada vez que se mueva la regla de medicion. Ya que cuanto más alto sea el edificio, mayor sera el error. "
Lucas Macri, profesor de física y astronomía en Texas A & M, y un importante contribuidor a los resultados, dijo, "Las Cefeidas son la columna vertebral de la escala de distancia debido a sus periodos de pulsacion, que son fáciles de observar, y se correlacionan directamente con su luminosidad. Otro perfeccionamiento de nuestra escala es el hecho de que hemos observado la Cefeidas en el infrarrojo cercano del espectro electromagnético donde estas estrellas variables son mejores indicadoras de distancia que en la de longitudes de onda opticas. "
Este nuevo y más preciso valor de la constante de Hubble fue usado para probar y limitar las propiedades de la energía oscura, la forma de energía que produce una fuerza repulsiva en el espacio, y que está causando la tasa de aceleración en la expansión del universo.
Sosteniendo la expansión en la historia del universo entre hoy y cuando el Universo tenía sólo unos 380.000 años, los astrónomos fueron capaces de poner límites a la naturaleza de la energía oscura que está causando la aceleración de la expansión. (La medidion para el mas temprano y lejano universo se deriva de las fluctuaciones del fondo cósmico de microondas, resuelto por la NASA Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, WMAP, en el 2003.)
Sus resultados son consistentes con la más simple interpretación de la energía oscura: de que es matemáticamente equivalente a la hipótesis de Albert Einstein de la constante cosmológica, la cual presentó hace un siglo para prevenir el colapso del universo bajo la fuerza de la gravedad. (Einstein, sin embargo, elimino la constante una vez que la expansión del universo fue descubierta por Edwin Hubble.)
NGC 3021 NICMOS/ACS captura 1.Credit: NASA, ESA, and A. Riess (STScI/JHU)
NGC 3021 NICMOS/ACS captura 2.Credit: NASA, ESA, and A. Riess (STScI/JHU)
NGC 3021 NICMOS/ACS captura 3.Credit: NASA, ESA, and A. Riess (STScI/JHU)
NGC 3021 NICMOS/ACS captura 4.Credit: NASA, ESA, and A. Riess (STScI/JHU)
Las cuatros imagenes anteriores correponden a los recuadros ampliados de la imagen captada por el telescopio Hubble de la galaxia NGC 3021 y en cada una de ellas se muestran las estrellas variables cefeidas que se utilizan para calibrar las supernovas tipo Ia utilizadas para medir grandes distancias .Las imágenes fueron tomadas con la cámara de infrarrojos Cercano y el Multi-Objeto del Espectrómetro (NICMOS).Credit: NASA, ESA, and A. Riess (STScI/JHU).
"Si usted pone en una caja todas las maneras en que la energía oscura podría diferir de la constante cosmológica, esa caja sería ahora tres veces menor", dice Riess. "Eso es progreso, pero aún nos queda un largo camino por recorrer para precisar la naturaleza de la energía oscura".
A pesar que la constante cosmológica fue concebida hace mucho tiempo, las pruebas de observación de la energía oscura no se hizo sino hasta 11 años atrás, cuando dos estudios, uno dirigido por Riess y Brian Schmidt del Observatorio de Monte Stromlo, y el otro por Saul Perlmutter de Lawrence Berkeley National Laboratory, descubrieron la energía oscura en forma independiente, en parte con las observaciones del Hubble. Desde entonces, los astrónomos han venido realizando observaciones para caracterizar mejor la energía oscura.
El acercamiento de Riess para estrechar las explicaciones alternativas para la energía oscura, si se trata de una constante cosmológica o un campo dinámico (como la fuerza repulsiva que llevó a la inflación después del Big Bang)-es para perfeccionar la medición de la historia de la expansión del universo.
Antes de que el Hubble fuera lanzado en 1990, las estimaciones de la constante de Hubble variaban en un factor de dos. En el decenio de 1990 el Telescopio Espacial Hubble refino el valor de la constante de Hubble a un error de sólo el diez por ciento. Esto se logró mediante la observación de las variables Cefeidas en longitudes de onda ópticas y a mayores distancias que las obtenidas anteriormente y comparandolas con mediciones análogas de los telescopios basados en tierra.
El equipo SHOES utilizo la cámara de infrarrojos cercanos del Hubble y el espectometro Multi-Objeto (NICMOS) y la cámara avanzada para sondeos (ACS) para observar 240 estrellas variables Cefeidas a través de siete galaxias. Una de estas galaxias era NGC 4258, cuya distancia fue muy precisamente determinada a través de observaciones con radiotelescopios. Las otras seis galaxias hospedaron recientemente supernovas del tipo Ia que son indicadores fiables de distancias para incluso medidas en el universo mas lejano. Todas las supernovas tipo Ia explotan con casi la misma cantidad de energía y, por tanto, tienen casi el mismo brillo intrínseco.
Al observar Cefeidas con propiedades muy similares en longitudes de onda infrarrojas en las siete galaxias, y utilizando el mismo telescopio e instrumentos, el equipo fue capaz de calibrar con mayor precisión la luminosidad de las supernovas. Con la potente capacidad de Hubble, el equipo fue capaz de eludir algunos de los peldaños mas dudosos de la previa escala de distancias que involucraban incertidumbres en el comportamiento de las Cefeidas.
A Riess eventualmente le gustaria que la constante de Hubble fuera refinada a un valor con un error de no más de uno por ciento, para poner aún más estrictas las limitaciones en la búsqueda de soluciones para la energía oscura.
fuente de la informacion:
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2009/08/image/a/
