En la primera parte del Siglo XX, el astrónomo de Carnegie Edwin Hubble descubrió que el universo se expande. El índice de expansión es conocido como constante de Hubble. Su valor preciso ha sido debatido acaloradamente durante los 80 años que han pasado desde entonces. El valor de la constante de Hubble es un ingrediente clave para determinar la edad y tamaño del universo.
Telescopio Espacial Spitzer
En 2001, como parte del Proyecto Clave del Telescopio Espacial Hubble, un equipo de astrónomos liderados por Wendy Freedman de Carnegie determinaron distancias con precisión a galaxias individuales alejadas y las usaron para determinar que el universo se está expandiendo a un índice de 72 kilómetros por segundo por megapársec. Aunque el debate había tendido anteriormente hacia un factor de dos en la incertidumbre de la constante de Hubble, Freedman y su equipo redujeron tal incertidumbre a apenas un 10%. Y ahora tal número ha disminuido a un 3% con el nuevo Programa Hubble de Carnegie (CHP) usando el telescopio espacial Spitzer de la NASA. Freedman, que es directora de los Observatorios de la Institución Carnegie, liderará dicho trabajo, el cual incluye a los miembros de la plantilla de Carnegie Barry Madore y Eric Persson, y a la Miembro de Spitzer de Carnegie, Jane Rigby.
La propuesta Hubble de Carnegie acaba de ser seleccionado por el Centro de Ciencia Spitzer en nombre de la NASA como un Programa Científico de Exploración de Ciclo-6 usando Spitzer. Este telescopio espacial actualmente toma imágenes y espectros – huellas químicas – de objetos detectando su calor, o energía infrarroja (IR), entre las longitudes de onda de 3 y 180 micrones (un micrón equivale a una millonésima de un metro). La mayor parte de la radiación infrarroja es bloqueada por la atmósfera de la Tierra y por esto debe ser detectada desde el espacio. El Proyecto Clave de Hubble observó objetos lejanos principalmente en longitudes de onda ópticas. En su fase post-criogénica que comienza en abril de 2009, Spitzer habrá agotado su refrigerante de helio líquido pero será capaz de operar dos de sus detectores de fotografía que son sensibles en el infrarrojo cercano. Esta porción del espectro electromagnético tiene numerosas ventajas, especialmente cuando se observan estrellas variables Cefeidas, las conocidas como “candelas estándar” que se usan para determinar las distancias a las galaxias lejanas.
“La potencia de Spitzer”, explica Freedman, “es que nos permitirá eliminar virtualmente los efectos atenuadores y oscurecedores del polvo. Esto nos ofrece la capacidad de hacer las medidas más precisas de las distancias de las Cefeidas jamás realizadas, y llevar la incertidumbre de la constante de Hubble a un porcentaje menor”.
Las Cefeidas son estrellas pulsantes extremadamente brillantes. Sus periodos de pulso están directamente relacionados con su luminosidad intrínseca. Por tanto, midiendo sus periodos y brillos aparentes, puede determinarse su distancia individual y por tanto la distancia a su galaxia madre. Considerando el índice al cual se ha medido que más galaxias lejanas se mueven más rápido respecto a nosotros en el universo, podemos calcular la constante de Hubble y a partir de ahí determinar el tamaño y edad del universo.
Una de las mayores incertidumbres que plagaban las medidas anteriores de la constante de Hubble implicaba la distancia a la Gran Nube de Magallanes (LMC), una galaxia relativamente cercana que orbita la Vía Láctea. Freedman y sus colegas comenzarán sus 700 horas de observación refinando la distancia a la LMC usando Cefeidas recientemente calibradas en base a nuevas observaciones de Spitzer de estrellas similares en nuestra Vía Láctea. Entonces medirán la distancia a las Cefeidas para todas las galaxias cercanas anteriormente observadas desde tierra a lo largo del siglo pasado y por el Proyecto Clave, tomando las distancias a galaxias de nuestro Grupo Local y más allá. El Grupo Local, nuestro vecino galáctico, está comprendido por unas 40 galaxias. El equipo será capaz de corregir las prolongadas incertidumbres de nuevo observando en el infrarrojo cercano. Los errores sistemáticos tales como si las diferencias de composición química entre las Cefeidas podría afectar a la relación periodo-luminosidad, se examinarán usando los datos infrarrojos. Spitzer comenzará a ejecutar el Programa Hubble de Carnegie en junio de 2009 y continuará durante al menos dos años.
“En la era de la cosmología de precisión uno de los factores clave para asegurar los números fundamentales que describen la evolución temporal y composición de nuestro universo es la constante de Hubble. Un diez por ciento simplemente no es lo bastante bueno. Los cosmólogos necesitan saber el índice de expansión del universo con una precisión tan grande como podamos darle”, remarcó el co-investigador de Carnegie Barry Madore.
Fecha Orginal: 5 de enero de 2009
Enlace Original
Vía Ciencia Kanija
Imagen actualizada por la USNO
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