Astrônomos têm discutido sobre a taxa de expansão do universo por quase um século. Um novo método independente para medir essa taxa poderia ajudar a lançar o voto de qualidade.
Pela primeira vez, os astrônomos calcularam a constante de Hubble – a taxa na qual o universo está se expandindo – a partir de observações de flashes cósmicos chamados de rajadas rápidas de rádio, ou FRBs. Embora os resultados sejam preliminares e as incertezas sejam grandes, a técnica pode amadurecer e se tornar uma ferramenta poderosa para definir a constante elusiva de Hubble, relatam os pesquisadores em 12 de abril em arXiv.org.
Em última análise, se as incertezas no novo método podem ser reduzidas, isso poderia ajudar a resolver o debate de longa data que mantém nossa compreensão da física do universo em equilíbrio.
“Vejo grandes promessas nessa medição no futuro, especialmente com o número crescente de FRBs repetidos detectados”, disse o astrônomo Simon Birrer da Universidade de Stanford, que não estava envolvido com o novo trabalho.
Os astrônomos normalmente medem a constante de Hubble de duas maneiras. Um deles usa a radiação cósmica de fundo, a luz liberada logo após o Big Bang, no universo distante. O outro usa supernovas e outras estrelas no universo próximo. Essas abordagens atualmente discordam em alguns por cento. O novo valor dos FRBs chega a uma taxa de expansão de cerca de 62,3 quilômetros por segundo para cada megaparsec (cerca de 3,3 milhões de anos-luz). Embora menor do que os outros métodos, é provisoriamente mais próximo do valor do fundo de micro-ondas cósmico, ou CMB.
“Nossos dados concordam um pouco mais com o lado CMB das coisas em comparação com o lado da supernova, mas a barra de erro é muito grande, então você realmente não pode dizer nada”, diz Steffen Hagstotz, astrônomo da Universidade de Estocolmo. No entanto, ele diz: “Acho que rajadas de rádio rápidas têm o potencial de ser tão precisas quanto os outros métodos”.
Ninguém sabe exatamente o que causa FRBs, embora erupções de estrelas de nêutrons altamente magnéticas sejam uma explicação possível. Durante os poucos milissegundos em que os FRBs emitem ondas de rádio, seu brilho extremo os torna visíveis em grandes distâncias cósmicas, dando aos astrônomos uma maneira de sondar o espaço entre as galáxias.
Conforme um sinal FRB viaja através das galáxias de separação de poeira e gás, ele se espalha de uma forma previsível que faz com que algumas frequências cheguem um pouco mais tarde do que outras. Quanto mais longe estiver o FRB, mais disperso será o sinal. Usando medições dessa dispersão, Hagstotz e colegas estimaram as distâncias em nove FRBs. Comparando essas distâncias com as velocidades em que as galáxias hospedeiras dos FRBs estão se afastando da Terra, a equipe calculou a constante de Hubble.
O maior erro no novo método vem de não saber precisamente como o sinal FRB se dispersa quando sai de sua galáxia natal antes de entrar no espaço intergaláctico, onde o conteúdo de gás e poeira é melhor compreendido. Com algumas centenas de FRBs, a equipe estima que poderia reduzir as incertezas e corresponder à precisão de outros métodos, como supernovas.
“É uma primeira medição, então não é muito surpreendente que os resultados atuais não sejam tão restritivos quanto outras sondas mais maduras”, diz Birrer.
Novos dados do FRB podem chegar em breve. Muitos novos observatórios de rádio estão surgindo online e pesquisas maiores, como as propostas para a Matriz do Quilômetro Quadrado, podem descobrir dezenas a milhares de FRBs todas as noites. Hagstotz espera que haja FRBs suficientes com estimativas de distância nos próximos um ou dois anos para determinar com precisão a constante de Hubble. Esses dados FRB também podem ajudar os astrônomos a entender o que está causando as explosões brilhantes.
“Estou muito animado com as novas possibilidades que teremos em breve”, diz Hagstotz. “Está realmente apenas começando.”
Publicado em 23/04/2021 21h09
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