A Constante de Hubble | Hubble constant

Astronômos  anunciaram ter realizado, através do Telescópio Espacial Spitzer, a mais precisa medição já feita da Constante de Hubble, a medida da velocidade de expansão do universo.

A constante de Hubble leva o nome do astrônomo Edwin P. Hubble, que em 1920 surpreendeu o mundo ao provar que o universo está em expansão desde sua formação, há 13,7 bilhões de anos. No final da década de 1990, astrônomos descobriram que a velocidade de expansão está aumentando, acelerando-se ao longo do tempo. A determinação da taxa de expansão é fundamental para a compreensão da idade e do tamanho do universo.

Ao contrário do Telescópio Espacial Hubble, que só faz observações nas frequências de luz visível, o Spitzer utiliza as ondas de luz infravermelha, de maior comprimento, para suas novas medições.Suas observações têm uma precisão 3 vezes superior à de um estudo semelhante realizado com o Hubble, e reduzem o grau de incerteza a 3%, um grande aumento na precisão das medições cosmológicas. O novo valor da Constante de Hubble é 74,3 mais ou menos 2,1 km/s por megaparsec. Um megaparsec equivale a cerca de 3 milhões de anos-luz.

"Mais uma vez, o Spitzer superou as expectativas," disse o cientista do projeto Michael Werner, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia. Werner trabalha na missão desde a sua concepção, há mais de 30 anos. Primeiro, o Spitzer surpreendeu com sua inédita habilidade de estudar a atmosfera de exoplanetas," disse Werner,"e agora,  tornou-se uma excelente ferramenta de estudos cosmológicos."

Além disso, a descoberta foi associada a dados publicados pela Nasa, obtidos com a Sonda   Anisotrópica de Micro-ondas Wilkinson para a realização de medições  da energia escura, um dos grandes mistérios do universo. Acredita-se que a energia escura esteja vencendo a disputa contra a gravidade, esticando o tecido do universo. 


Glenn Wahlgren, cientista do programa Spitzer baseado na sede da NASA, em Washington, disse que a visão infravermelha, que enxerga através da poeira, proporcionando uma melhor visão de estrelas variáveis chamadas cefeidas, permite ao Spitzer aprimorar medições anteriores da constante de Hubble.


As Cefeidas são fundamentais para os cálculos porque suas distâncias em relação à Terra podem ser facilmente calculadas. Em 1908, Henrietta Leavitt descobriu que essas estrelas pulsavam a um ritmo diretamente proporcional ao seu  grau de brilho intrínseco.

Para entender a importância disso, imagine uma pessoa se afastando, carregando uma vela acesa. Quanto mais a vela se afastar, mais fraca será sua luz. Seu brilho aparente indica a distância. O mesmo princípio vale para as cefeidas, essas velas cósmicas. Comparando  seu grau de brilho conhecido ao brilho que teriam se estivesse próximas, os astrônomos podem calcular sua distância em relação à Terra. 

O Spitzer observou 10 cefeidas na Via Láctea, e  80 em uma galáxia próxima, a Grande Nuvem de Magalhâes. Sem ter sua visão bloqueada pela poeira cósmica, a equipe de pesquisas do Spitzer pôde obter medições mais precisas do brilho aparente das estrelas e, assim, conhecer suas distâncias. Esses dados permitem agora calcular com maior precisão a taxa de expansão do universo. 


Astronomers using NASA's Spitzer Space Telescope have announced the most precise measurement yet of the Hubble constant, or the rate at which our universe is stretching apart.

The Hubble constant is named after the astronomer Edwin P. Hubble, who astonished the world in the 1920s by confirming our universe has been expanding since it exploded into being 13.7 billion years ago. In the late 1990s, astronomers discovered the expansion is accelerating, or speeding up over time. Determining the expansion rate is critical for understanding the age and size of the universe.

Unlike NASA's Hubble Space Telescope, which views the cosmos in visible light, Spitzer took advantage of long-wavelength infrared light to make its new measurement. It improves by a factor of 3 on a similar, seminal study from the Hubble telescope and brings the uncertainty down to 3 percent, a giant leap in accuracy for cosmological measurements. The newly refined value for the Hubble constant is 74.3 plus or minus 2.1 kilometers per second per megaparsec. A megaparsec is roughly 3 million light-years.

"Spitzer is yet again doing science beyond what it was designed to do," said project scientist Michael Werner at NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Calif. Werner has worked on the mission since its early concept phase more than 30 years ago. "First, Spitzer surprised us with its pioneering ability to study exoplanet atmospheres," said Werner, "and now, in the mission's later years, it has become a valuable cosmology tool."

In addition, the findings were combined with published data from NASA's Wilkinson Microwave Anisotropy Probe to obtain an independent measurement of dark energy, one of the greatest mysteries of our cosmos. Dark energy is thought to be winning a battle against gravity, pulling the fabric of the universe apart. Research based on this acceleration garnered researchers the 2011 Nobel Prize in physics.

"This is a huge puzzle," said the lead author of the new study, Wendy Freedman of the Observatories of the Carnegie Institution for Science in Pasadena. "It's exciting that we were able to use Spitzer to tackle fundamental problems in cosmology: the precise rate at which the universe is expanding at the current time, as well as measuring the amount of dark energy in the universe from another angle." Freedman led the groundbreaking Hubble Space Telescope study that earlier had measured the Hubble constant.

Glenn Wahlgren, Spitzer program scientist at NASA Headquarters in Washington, said infrared vision, which sees through dust to provide better views of variable stars called cepheids, enabled Spitzer to improve on past measurements of the Hubble constant.

"These pulsating stars are vital rungs in what astronomers call the cosmic distance ladder: a set of objects with known distances that, when combined with the speeds at which the objects are moving away from us, reveal the expansion rate of the universe," said Wahlgren.

Cepheids are crucial to the calculations because their distances from Earth can be measured readily. In 1908, Henrietta Leavitt discovered these stars pulse at a rate directly related to their intrinsic brightness.

To visualize why this is important, imagine someone walking away from you while carrying a candle. The farther the candle traveled, the more it would dim. Its apparent brightness would reveal the distance. The same principle applies to cepheids, standard candles in our cosmos. By measuring how bright they appear on the sky, and comparing this to their known brightness as if they were close up, astronomers can calculate their distance from Earth.

Spitzer observed 10 cepheids in our own Milky Way galaxy and 80 in a nearby neighboring galaxy called the Large Magellanic Cloud. Without the cosmic dust blocking their view, the Spitzer research team was able to obtain more precise measurements of the stars' apparent brightness, and thus their distances. These data opened the way for a new and improved estimate of our universe's expansion rate.