Astrônomos mapeiam distâncias para 56.000 galáxias, o maior catálogo de todos os tempos

Um mapa do céu completo mostrando as 56.000 galáxias do Cosmicflows-4 com medições de distância. Cada ponto representa uma galáxia, e a cor do ponto indica a distância de nós, com tons de azul próximos e tons mais vermelhos mais distantes. Nesta vista, o plano obscuro da Via Láctea mapeia principalmente as bordas, mas também corta o centro da figura. Crédito:Universidade do Havaí

Quantos anos tem o nosso universo e qual é o seu tamanho? Uma equipe de pesquisadores liderada pelos astrônomos da Universidade do Havaí em Mānoa, Brent Tully e Ehsan Kourkchi, do Instituto de Astronomia, reuniu a maior compilação de distâncias de galáxias de alta precisão, chamada Cosmicflows-4. Usando oito métodos diferentes, eles mediram as distâncias de 56.000 galáxias. O estudo foi publicado no The Astrophysical Journal .
Galáxias, como a Via Láctea, são os blocos de construção do universo, cada uma composta por várias centenas de bilhões de estrelas. Galáxias além da nossa vizinhança imediata estão se afastando, mais rápido se estiverem mais distantes, o que é uma consequência da expansão do universo que começou no momento do Big Bang. As medições das distâncias das galáxias, juntamente com informações sobre suas velocidades longe de nós, determinam a escala do universo e o tempo decorrido desde seu nascimento.

"Desde que as galáxias foram identificadas como separadas da Via Láctea há cem anos, os astrônomos vêm tentando medir suas distâncias", disse Tully. “Agora, combinando nossas ferramentas mais precisas e abundantes, podemos medir distâncias de galáxias e a taxa de expansão relacionada do universo e o tempo desde que o universo nasceu com uma precisão de alguns por cento”.

A partir das medições recém-publicadas, os pesquisadores derivaram a taxa de expansão do universo, chamada de Constante de Hubble, ou H₀ . O estudo da equipe fornece um valor de H₀ =75 quilômetros por segundo por megaparsec ou Mpc (1 megaparsec =3,26 milhões de anos-luz), com incerteza estatística muito pequena de cerca de 1,5%.

Existem várias maneiras de medir distâncias de galáxias. Geralmente, os pesquisadores individuais se concentram em um método individual. O programa Cosmicflows liderado por Tully e Kourkchi inclui seu próprio material original de dois métodos e, adicionalmente, incorpora informações de muitos estudos anteriores. Como o Cosmicflows-4 inclui distâncias derivadas de uma variedade de estimadores de distância independentes e distintos, as intercomparações devem mitigar um grande erro sistemático.

O Quinteto de Stephan. As quatro galáxias em uma linha vertical a 270 milhões de anos-luz. Crédito:NASA

Dilema cósmico

Os astrônomos montaram uma estrutura que mostra que a idade do universo tem pouco mais de 13 bilhões de anos, no entanto, um dilema de grande importância surgiu nos detalhes.

A física da evolução do universo baseada no modelo padrão da cosmologia prevê H₀ =67,5 km/s/Mpc, com incerteza de 1 km/s/Mpc. A diferença entre os valores medidos e previstos para a Constante de Hubble é de 7,5 km/s/Mpc – muito mais do que se pode esperar, dadas as incertezas estatísticas. Ou há um problema fundamental com nossa compreensão da física do cosmos, ou há um erro sistemático oculto nas medições das distâncias das galáxias.

Cosmicflows-4 também está sendo usado para estudar como as galáxias se movem individualmente, além de fluir com a expansão geral do universo. Desvios dessa expansão suave surgem devido às influências gravitacionais de aglomerados de matéria, em escalas que vão desde nossa Terra e Sol até congregações de galáxias em escalas de meio bilhão de anos-luz. A misteriosa matéria escura é o componente dominante em escalas maiores. Com o conhecimento dos movimentos das galáxias em resposta à massa ao seu redor, podemos recriar as órbitas que as galáxias seguiram desde que foram formadas, dando-nos uma melhor compreensão de como as vastas estruturas dominadas pela matéria escura do universo se formaram ao longo das eras. de tempo. + Explorar mais