Casi todas las mediciones astronómicas dependen de la constante de Hubble, un número que calcula la expansión del Universo. Esto confirma que el Universo todavía tiene entre 12 y 14 mil millones de años.
Un número críticamente importante que especifica la tasa de expansión del Universo, la llamada constante de Hubble, se ha determinado de forma independiente utilizando el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA. Este nuevo valor coincide con las mediciones recientes utilizando otros métodos y extiende su validez a distancias mayores, lo que permite a los astrónomos explorar épocas anteriores en la evolución del Universo.
"La razón por la cual este resultado es tan significativo es que necesitamos la constante del Hubble para decirnos el tamaño del Universo, su edad y cuánta materia contiene", dijo Max Bonamente del Centro Marshall de Vuelos Espaciales (MSFC) de la NASA en Huntsville, Ala., Autor principal del artículo que describe los resultados. "Los astrónomos absolutamente necesitan confiar en este número porque lo usamos para innumerables cálculos".
La constante de Hubble se calcula midiendo la velocidad a la que los objetos se alejan de nosotros y se dividen por su distancia. La mayoría de los intentos anteriores para determinar la constante de Hubble han implicado el uso de un enfoque de múltiples pasos o escala de distancia, en el que la distancia a las galaxias cercanas se utiliza como base para determinar distancias mayores.
El enfoque más común ha sido utilizar un tipo de estrella pulsante bien estudiado conocido como variable cefeida, junto con supernovas más distantes para rastrear distancias a través del Universo. Los científicos que utilizaron este método y las observaciones del Telescopio Espacial Hubble pudieron medir la constante de Hubble dentro del 10%. Sin embargo, solo los controles independientes les darían la confianza que deseaban, teniendo en cuenta que gran parte de nuestra comprensión del Universo está en juego.
Al combinar datos de rayos X de Chandra con observaciones de radio de cúmulos de galaxias, el equipo determinó las distancias a 38 cúmulos de galaxias que van desde 1.400 millones a 9.300 millones de años luz de la Tierra. Estos resultados no se basan en la escalera de distancia tradicional. Bonamente y sus colegas encuentran que la constante de Hubble es de 77 kilómetros por segundo por megaparsec (un megaparsec equivale a 3,26 millones de años luz), con una incertidumbre de aproximadamente el 15%.
Este resultado concuerda con los valores determinados usando otras técnicas. La constante de Hubble se había encontrado previamente en 72, más o menos 8 kilómetros por segundo por kiloparsec según las observaciones del telescopio espacial Hubble. El nuevo resultado de Chandra es importante porque ofrece la confirmación independiente de que los científicos han estado buscando y fija la edad del Universo entre 12 y 14 mil millones de años.
"Estos nuevos resultados son completamente independientes de todos los métodos anteriores para medir la constante de Hubble", dijo el miembro del equipo Marshall Joy también de MSFC.
Los astrónomos utilizaron un fenómeno conocido como el efecto Sunyaev-Zeldovich, donde los fotones en el fondo cósmico de microondas (CMB) interactúan con los electrones en el gas caliente que impregna los enormes cúmulos de galaxias. Los fotones adquieren energía de esta interacción, que distorsiona la señal del fondo de microondas en la dirección de los grupos. La magnitud de esta distorsión depende de la densidad y la temperatura de los electrones calientes y del tamaño físico del grupo. Usando radiotelescopios para medir la distorsión del fondo de microondas y Chandra para medir las propiedades del gas caliente, se puede determinar el tamaño físico del grupo. A partir de este tamaño físico y de una medición simple del ángulo subtendido por el grupo, las reglas de geometría se pueden usar para derivar su distancia. La constante de Hubble se determina dividiendo las velocidades de clúster medidas previamente por estas distancias recién derivadas.
Este proyecto fue promovido por el diseñador de espejos telescópicos de Chandra, Leon Van Speybroeck, quien falleció en 2002. Los cimientos se establecieron cuando los miembros del equipo John Carlstrom (Universidad de Chicago) y Marshall Joy obtuvieron mediciones de radio cuidadosas de las distorsiones en la radiación CMB usando la radio. telescopios en Berkeley-Illinois-Maryland Array y el Caltech Owens Valley Radio Observatory. Para medir las propiedades precisas de rayos X del gas en estos grupos distantes, se requería un telescopio espacial de rayos X con la resolución y sensibilidad de Chandra.
"Fue uno de los objetivos de León ver que este proyecto se llevara a cabo, y me enorgullece mucho ver que se concreta", dijo el científico del proyecto Chandra Martin Weisskopf de MSFC.
Los resultados se describen en un artículo que aparece en la edición del 10 de agosto de The Astrophysical Journal. MSFC administra el programa Chandra para la Dirección de Misión Científica de la agencia. El Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla las operaciones científicas y de vuelo desde el Centro de Rayos X Chandra, Cambridge, Massachusetts.
Fuente original: Comunicado de prensa de Chandra
