Nuevas mediciones tomadas con el Telescopio espacial James Webb (JWST) han profundizado la controversia científica sobre la tensión de Hubble, sugiriendo que podría no existir en absoluto.
Durante años, los astrónomos han descubierto que el universo parece expandirse a distintas velocidades según el lugar desde el que se mire, un enigma que denominan tensión de Hubble. Algunas de las mediciones confirman nuestra mejor comprensión actual del universo. Mientras otros amenazan con romperlo.
Cuando el JWST entró en funcionamiento en 2022, un equipo de investigadores utilizó la precisión sin precedentes del telescopio espacial para confirmar la tensión del Hubble. Pero según Los nuevos resultados Según otro equipo de científicos, la tensión de Hubble puede surgir de un error de medición y no existir después de todo. Sin embargo, incluso estos resultados no son definitivos.
«Nuestros resultados son consistentes con el modelo estándar, pero no descartan que también exista tensión», dijo el autor principal del estudio. Wendy Freedmanastrofísico de la Universidad de Chicago, dijo a Live Science: «[The experience] «Es probablemente lo más parecido a una montaña rusa: ha sido emocionante, pero hay momentos en los que tienes que volver a subir la colina».
Problemas con el Hubble
Actualmente, existen dos métodos de referencia para calcular la constante de Hubble, un valor que describe la tasa de expansión del universo. El primero implica estudiar minúsculas fluctuaciones en el fondo cósmico de microondas, una antigua reliquia de la primera luz del universo producida apenas 380.000 años después de la Gran Explosión.
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Después mapeando este silbido de microondas utilizando el Agencia Espacial Europea Los cosmólogos, gracias al satélite Planck, dedujeron una constante de Hubble de aproximadamente 46.200 mph por millón de años luz, o aproximadamente 67 kilómetros por segundo por megaparsec (km/s/Mpc). Esto, junto con Otras mediciones del universo primitivoalineado con las predicciones teóricas.
El segundo método opera a distancias más cercanas y en la vida posterior del universo, utilizando estrellas pulsantes llamadas Variables cefeidasLas estrellas cefeidas están muriendo lentamente, y sus capas externas de gas helio crecen y se encogen a medida que absorben y liberan la radiación de la estrella, haciéndolas parpadear periódicamente como lámparas de señales distantes.
A medida que las cefeidas se vuelven más brillantes, pulsan más lentamente, lo que permite a los astrónomos medir el brillo intrínseco de las estrellas. Al comparar este brillo con el brillo observado, los astrónomos pueden encadenar las cefeidas en una «escalera de distancia cósmica» para observar cada vez más profundamente. hacia el pasado del universo.
Recientemente, cuando Adán Riessprofesor de astronomía en la Universidad Johns Hopkins, y su equipo midieron la constante de Hubble utilizando el telescopio espacial Hubble y el JWST, encontraron un valor sorprendentemente alto de 73,2 kilómetros por segundo por megacicloDe ahí nació la tensión, una discrepancia significativa entre los métodos que miden la tasa de expansión en el universo temprano y los del más moderno.
Pero Freedman sugirió anteriormente que el polvo, el gas y otras estrellas podrían estar alterando las mediciones de brillo de las Cefeidas, creando la apariencia de una tensión donde no la había en absoluto.
En el nuevo estudio, para descubrir un posible error sistemático en el hacinamiento de las Cefeidas, Freedman y sus colegas entrenaron al JWST en 11 galaxias cercanas que contienen supernovas de Tipo Ia, midiendo sus distancias y anclándolas a tres escaleras de distancia independientes con brillos intrínsecos en regiones similares del cielo: las Cefeidas; y otras dos estrellas gigantes rojas de vela estándar conocidas como estrellas de «punta de la rama gigante roja» (TRGB) y estrellas de la rama gigante asintótica de la región J (JAGB).
Los resultados fueron desconcertantes. Las estrellas TRGB y JAGB dieron valores constantes de Hubble de 69,85 km/s/Mpc y 67,96 km/s/Mpc, respectivamente. Pero las Cefeidas dieron 72,04 km/s/Mpc, lo que replica la tensión de Hubble, aunque de forma menos espectacular que los resultados obtenidos por Riess. Para Freedman y sus colegas, esto es un posible indicio de que las mediciones de las Cefeidas podrían contener algún error sistemático desconocido.
¿El fin de la tensión del Hubble?
Sin embargo, no todos los científicos están de acuerdo con las conclusiones del estudio. Cuando se le preguntó sobre los nuevos hallazgos, Riess sugirió que los resultados dispares podrían deberse a que la muestra de Freedman y su equipo era demasiado pequeña.
«Obtienen una constante de Hubble más baja porque la muestra que seleccionaron da una constante de Hubble más baja, independientemente de si se mide con JWST o HST [Hubble Space Telescope]»O las Cefeidas, JAGB o TRGB, porque las supernovas en las anfitrionas que seleccionaron fluctúan de esa manera», dijo Riess a Live Science. «Eligieron una muestra muy pequeña… y las eligieron de la cola, no del medio de la distribución».
Pero Freedman contradijo este punto. Aunque la muestra podría ser demasiado pequeña para dar cuenta de todo el rango de distancias entre estrellas, dijo, los resultados también podrían significar que las mediciones de las estrellas Cefeidas más distantes contienen un error sistemático «fatal»: una acumulación que está alterando los cálculos de las distancias de las Cefeidas.
Para realizar una medición de las estrellas Cefeidas, «se realiza una corrección por amontonamiento, y no son correcciones pequeñas», dijo Freedman. «Y si se hace mal, se obtiene el [star] Si los colores son incorrectos, si la corrección del polvo es incorrecta, si la corrección de la metalicidad es incorrecta. Estos efectos son covariantes y podrían tener un efecto mucho mayor. [on the final distance measured] que simplemente decir que el hacinamiento no es un problema».
Freedman cree que la respuesta es hacer aún más mediciones, posiblemente algunas con un tipo adicional de estrella. Espera que este trabajo se complete en los próximos dos años. Sin embargo, si las mediciones adicionales son suficientes para resolver el problema o para agravarlo, Sigue siendo controvertido.
«Estamos en medio de esto y habrá más», dijo Freedman.[JWST] «Es una máquina maravillosa y es exactamente lo que necesitamos para solucionar algunos de estos problemas. Es un buen momento para trabajar en esto».
