Uma discordância entre os diferentes métodos de medição, conhecida como tensão de Hubble, permanece intacta – por isso teremos que confiar em alguma outra maneira de descobrir a rapidez com que o nosso Universo está se expandindo.
O Universo que nos rodeia pode parecer imutável, mas tudo o que vemos está, na verdade, se afastando a uma velocidade conhecida como Constante de Hubble, ou H0. Não está claro com que rapidez H0, precisamente – porque diferentes formas de medi-lo retornam resultados diferentes.
Uma maneira é observar relíquias do Universo primitivo, como restos de luz na radiação cósmica de fundo em micro-ondas ou ondas acústicas congeladas no tempo.
Outra forma é medir as distâncias a objetos com brilho intrínseco conhecido, como supernovas do Tipo Ia, ou estrelas variáveis Cefeidas, cuja luz flutua com uma regularidade que está ligada ao seu brilho intrínseco.
O primeiro método tende a retornar uma taxa de expansão de cerca de 67 quilômetros por segundo por megaparsec. A segunda, cerca de 73 quilômetros por segundo por megaparsec. A discrepância entre os dois é conhecida como tensão de Hubble.
Essas medições foram realizadas repetidamente, reduzindo drasticamente as chances de erro de cada uma das estimativas. No entanto, permanece a possibilidade de que haja algo enganador em pelo menos alguns dos dados – especialmente porque alguns dos melhores dados que temos sobre as variáveis Cefeidas provêm de uma única fonte, o Telescópio Espacial Hubble.
“[Variáveis Cefeidas] são a ferramenta padrão-ouro para o propósito de medir as distâncias de galáxias a cem milhões ou mais de anos-luz de distância, um passo crucial para determinar a constante de Hubble. Infelizmente, as estrelas nas galáxias estão aglomeradas em um pequeno espaço de nosso ponto de vista distante e por isso muitas vezes não temos a resolução para separá-los dos seus vizinhos na linha de visão,” explica o astrofísico Adam Riess do Space Telescope Science Institute (STScI) e da Universidade Johns Hopkins.
“Uma grande justificativa para a construção do Telescópio Espacial Hubble foi resolver este problema. O Hubble tem melhor resolução de comprimento de onda visível do que qualquer telescópio terrestre porque fica acima dos efeitos de desfoque da atmosfera da Terra. Como resultado, ele pode identificar variáveis Cefeidas individuais em galáxias que estão a mais de cem milhões de anos-luz de distância e medem o intervalo de tempo durante o qual elas mudam de brilho.”
Para eliminar qualquer poeira que obscureça a luz mais próxima do óptico, essas observações precisam ser conduzidas no infravermelho próximo, uma parte do espectro eletromagnético na qual o Hubble não é particularmente forte.
O James Webb, por outro lado, é um poderoso telescópio infravermelho e quaisquer dados que ele coleta não estão sujeitos às mesmas limitações.
Riess e sua equipe primeiro direcionaram o Telescópio Espacial James Webb para uma galáxia com uma distância conhecida, para calibrar o telescópio para a luminosidade das variáveis Cefeidas. Eles então observaram Cefeidas em outras galáxias. No total, o James Webb coletou observações de 320 Cefeidas – reduzindo drasticamente o ruído encontrado nas observações do Hubble.
Apesar dos dados do Hubble serem tão barulhentos, os dados para determinar distâncias ainda estavam de acordo com as observações do JWST. Isto significa que não podemos descartar cálculos de H0 baseados em dados do Hubble; 73 quilómetros por segundo por megaparsec permanecem por enquanto, e o erro humano – pelo menos neste caso – não pode explicar a tensão do Hubble.
Ainda não sabemos o que está causando a tensão. Um dos principais candidatos é a energia escura – uma força misteriosa, não identificada, mas aparentemente fundamental, que parece exercer uma pressão negativa que está acerelando a expansão do Universo. Com as novas medições do James Webb, podemos estar um pouco mais perto de uma resposta.
“Com Webb confirmando as medições do Hubble, as medições de Webb fornecem a evidência mais forte de que erros sistemáticos na fotometria Cefeida do Hubble não desempenham um papel significativo na atual tensão do Hubble”, diz Riess.
“Como resultado, as possibilidades mais interessantes permanecem em jogo e o mistério da tensão se aprofunda.”
Traduzido por Mateus Lynniker de ScienceAlert
