gov-civil-vilareal.ptCuando el Universo no tiene sentido, mira una bonita galaxia
>¿Qué haces cuando descubres que algo anda mal con el Universo?
En el caso de mi viejo amigo y colega Adam Riess, usted apunta al telescopio espacial Hubble a una hermosa galaxia espiral.
Puede que haya un poquito más que decir al respecto, pero si utilizo la frase 'hermosa galaxia espiral', entonces les mostraré, bueno, una hermosa galaxia espiral.
ex me envió un mensaje de texto como estás
La galaxia espiral NGC 3254, vista por Hubble en 2019. Crédito: ESA / Hubble y NASA, A. Riess et al .; CC BY 4.0
Oof. Te lo dije.
Eso es NGC 3254, una espiral a unos 65 millones de años luz de la Tierra. Eso es bastante cerca de lo que van las galaxias, por lo que el Hubble tiene una vista fantástica de ella; En esta imagen se pueden ver decenas de miles de estrellas individuales. Cuál es el punto.
Aquí está el problema con el Universo: sabemos que se está expandiendo y sabemos que la expansión se está acelerando, aumentando con el tiempo. Pero Por cuanto está planteando un problema. Cuando medimos objetos muy distantes, como la radiación de fondo que quedó del Big Bang, obtenemos un número para esa tasa de expansión, pero cuando miramos relativamente más cerca, como las estrellas que explotan en galaxias a un billón o dos años luz de distancia, obtenemos un número diferente. Los números están cerca, pero la diferencia es irritante .
Ambos cálculos se basan en una serie de observaciones complejas que, en sí mismas, son sensibles a qué tan bien entendemos lo que estamos haciendo. Cuando se trata del que tiene estrellas en explosión, estamos viendo galaxias que todavía están bastante distantes, y saber qué tan lejos están es una parte importante del proceso. Una forma de hacerlo es buscar el mismo tipo de supernovas en galaxias mucho más cercanas a nosotros, donde tenemos formas independientes de medir su distancia, y luego extrapolarla a las estrellas en explosión más distantes.
Imagen del observatorio terrestre Pan-STARRS de la galaxia espiral NGC 3254. Crédito: Aladin / Pan-STARRS
Este tipo particular de supernova, llamado un tipo Ia , sucede con suficiente frecuencia en las galaxias vecinas que podemos usar el Hubble para observar la galaxia anfitriona y buscar un tipo especial de estrella en ellas llamada Variables cefeidas . Estos literalmente pulsan, cambiando su brillo durante semanas y meses. La velocidad a la que cambia su luz depende de qué tan luminosos sean en realidad, que es la clave de todo. Si podemos medir esa pulsación, sabremos qué tan brillante es realmente la estrella. Luego lo comparamos con lo brillante que parece (porque cuanto más lejos está una estrella, más tenue parece) y boom: tenemos la distancia a esa galaxia.
Adam Riess es uno de los líderes de la comunidad astronómica en tratar de comprender la aceleración universal y tiene un programa en el Hubble para observar estas galaxias; observarlas una y otra vez a lo largo del tiempo hace posible encontrar estas estrellas variables y obtener sus períodos.
Y es por eso que Hubble observó NGC 3254 . En 2019, después de viajar desde aproximadamente el momento en que un asteroide eliminó a los dinosaurios, la luz de una supernova de Tipo Ia llegó a la Tierra desde la galaxia. Llamado SN 2019NP, fue bastante brillante (para una supernova a decenas de millones de años luz de distancia), y puede verla fácilmente en la imagen del Hubble como una estrella azul brillante cerca de la parte superior de la imagen:
La supernova SN 2019NP (centrada) explotó en la galaxia NGC 3254, y el Hubble se utilizó para observar tanto a ella como a las estrellas a su alrededor para medir con mayor precisión su distancia. Crédito: ESA / Hubble y NASA, A. Riess et al .; CC BY 4.0
Guau. Estas imágenes fueron tomadas en marzo de 2019, un par de meses después de que la supernova alcanzara su máximo brillo y comenzara a atenuarse. Era aproximadamente una décima parte del brillo de la estrella más débil que se puede ver a simple vista, pero el Hubble es un telescopio decente. La estrella es bastante obvia.
Entonces, estas observaciones van a la pila de muchas otras galaxias observadas para agregar algunos peldaños a lo que llamamos la escalera de la distancia: obtenga la distancia a las cefeidas cercanas en la Vía Láctea, use eso para obtener distancias a ellas en galaxias más distantes, use eso para calibrar las explosiones de supernovas de Tipo Ia en esas galaxias, utilícelas para calibrar las mucho más distantes y luego use esos para averiguar qué tan rápido se está expandiendo el Universo.
Y es por eso que Hubble miró una hermosa galaxia espiral. Al final, es casi seguro que el problema no está con el Universo, generalmente sabe lo que está haciendo, sino con nuestras observaciones del mismo. Mirar NGC 3254 puede ayudar con eso.
Aunque, para ser honesto, espero que el problema sea real. Si esos dos métodos dan dos números diferentes porque el propio Universo se comporta de manera diferente, muy muy lejos de nosotros, eso sería muy bueno. ¡Significa más cosas que descubrir, más ciencia divertida! Ojalá en unos años lo sepamos.
