p A questão de quão rápido o universo está se expandindo tem incomodado os astrônomos por quase um século. Diferentes estudos continuam apresentando respostas diferentes - o que tem feito alguns pesquisadores se perguntarem se eles negligenciaram um mecanismo-chave no mecanismo que move o cosmos. p Agora, ao ser o pioneiro em uma nova maneira de medir a rapidez com que o cosmos está se expandindo, uma equipe liderada por astrônomos da UCLA deu um passo para resolver o debate. A pesquisa do grupo é publicada hoje em Avisos mensais da Royal Astronomical Society .

p No centro da disputa está a constante de Hubble, um número que relaciona distâncias aos redshifts das galáxias - a quantidade de luz que é esticada ao viajar para a Terra através do universo em expansão. As estimativas para o intervalo constante de Hubble de cerca de 67 a 73 quilômetros por segundo por megaparsec, o que significa que dois pontos no espaço com 1 megaparsec de diferença (o equivalente a 3,26 milhões de anos-luz) estão fugindo um do outro a uma velocidade entre 67 e 73 quilômetros por segundo.

p "A constante de Hubble ancora a escala física do universo, "disse Simon Birrer, um bolsista de pós-doutorado da UCLA e principal autor do estudo. Sem um valor preciso para a constante de Hubble, astrônomos não podem determinar com precisão os tamanhos de galáxias remotas, a idade do universo ou a história de expansão do cosmos.

p A maioria dos métodos para derivar a constante de Hubble tem dois ingredientes:a distância até alguma fonte de luz e o desvio para o vermelho dessa fonte de luz. Procurando por uma fonte de luz que não tinha sido usada nos cálculos de outros cientistas, Birrer e seus colegas se voltaram para quasares, fontes de radiação alimentadas por buracos negros gigantescos. E por sua pesquisa, os cientistas escolheram um subconjunto específico de quasares - aqueles cuja luz foi dobrada pela gravidade de uma galáxia intermediária, que produz duas imagens lado a lado do quasar no céu.

p A luz das duas imagens leva diferentes rotas para a Terra. Quando o brilho do quasar flutua, as duas imagens piscam uma após a outra, em vez de ao mesmo tempo. O atraso de tempo entre essas duas oscilações, junto com informações sobre o campo gravitacional da galáxia intrometida, pode ser usado para traçar a jornada da luz e deduzir as distâncias da Terra até o quasar e a galáxia em primeiro plano. Conhecer os desvios para o vermelho do quasar e da galáxia permitiu aos cientistas estimar a rapidez com que o universo está se expandindo.

p A equipe UCLA, como parte da colaboração internacional H0liCOW, já havia aplicado a técnica para estudar quasares de imagens quadruplicadas, no qual quatro imagens de um quasar aparecem ao redor de uma galáxia em primeiro plano. Mas as imagens quádruplas não são tão comuns - acredita-se que os quasares de imagem dupla sejam cerca de cinco vezes mais abundantes que os quádruplos.

p Para demonstrar a técnica, a equipe liderada pela UCLA estudou um quasar de imagem dupla conhecido como SDSS J1206 + 4332; eles confiaram em dados do Telescópio Espacial Hubble, os Gêmeos e W.M. Observatórios Keck, e do Monitoramento Cosmológico de Lentes Gravitacionais, ou COSMOGRAIL, rede — um programa administrado pela Ecole Polytechnique Federale de Lausanne da Suíça que visa determinar a constante de Hubble.

p Tommaso Treu, professor de física e astronomia da UCLA e autor sênior do artigo, disse que os pesquisadores tiraram imagens do quasar todos os dias durante vários anos para medir com precisão o intervalo de tempo entre as imagens. Então, para obter a melhor estimativa possível da constante de Hubble, eles combinaram os dados coletados naquele quasar com dados que haviam sido coletados anteriormente por sua colaboração H0liCOW em três quasares de imagens quadruplicadas.

p "A beleza dessa medição é que ela é altamente complementar e independente de outras, "Treu disse.

p A equipe liderada pela UCLA chegou a uma estimativa para a constante de Hubble de cerca de 72,5 quilômetros por segundo por megaparsec, uma figura em linha com o que outros cientistas determinaram em pesquisas que usaram distâncias para supernovas - estrelas explodindo em galáxias remotas - como a medida principal. Contudo, ambas as estimativas são cerca de 8 por cento mais altas do que aquela que depende de um brilho fraco de todo o céu chamado fundo de micro-ondas cósmico, uma relíquia de 380, 000 anos após o Big Bang, quando a luz viajou livremente pelo espaço pela primeira vez.

p "Se houver uma diferença real entre esses valores, isso significa que o universo é um pouco mais complicado, "Treu disse.

p Por outro lado, Treu disse, também pode ser que uma medição - ou todas as três - estejam erradas.

p Os pesquisadores agora estão procurando por mais quasares para melhorar a precisão de sua medição constante de Hubble. Treu disse que uma das lições mais importantes do novo artigo é que os quasares com imagens duplas fornecem aos cientistas muito mais fontes de luz úteis para seus cálculos da constante de Hubble. Por enquanto, no entanto, a equipe liderada pela UCLA está concentrando sua pesquisa em 40 quasares com imagens quadruplicadas, devido ao seu potencial para fornecer informações ainda mais úteis do que aquelas com imagens duplas.