Quando se trata de precisão, todos se esforçam cem por cento, mas medir distâncias cósmicas deixa um pouco mais ao acaso. Apenas alguns dias atrás, pesquisadores do BOSS - Oscilação Espectroscópica (BOSS) anunciaram ao mundo que foram capazes de medir a distância até galáxias localizadas a mais de seis bilhões de anos-luz de distância, para um nível de confiança de apenas um por cento. Se esse anúncio não parecer empolgante, pense no que isso significa para outros estudos. Essas novas medidas dão um parâmetro às propriedades da onipresente "energia escura" - a fonte da expansão universal.
"Não há muitas coisas em nossa vida diária que sabemos com precisão de um por cento", disse David Schlegel, físico do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) e o principal investigador do BOSS. "Agora conheço o tamanho do universo melhor do que o tamanho da minha casa."
As descobertas da equipe de pesquisa foram apresentadas na reunião da Sociedade Astronômica Americana pelo astrônomo da Universidade de Harvard Daniel Eisenstein, diretor do Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III), a organização mundial que inclui o BOSS. Eles estão detalhados em uma série de artigos submetidos a periódicos pela colaboração do BOSS no mês passado, e agora estão disponíveis como pré-impressões on-line.
"Determinar a distância é um desafio fundamental da astronomia", disse Eisenstein. “Você vê algo no céu - a que distância está? Depois que você souber a que distância está, aprender tudo sobre isso de repente fica muito mais fácil. ”
Quando se trata de medir distâncias no espaço, os astrônomos empregaram muitos métodos. Medir distâncias para planetas foi realizado usando radar, mas tem suas restrições e ir mais longe no espaço significa um método menos direto. Mesmo que eles tenham sido incrivelmente precisos, ainda há um fator de incerteza envolvido - que é expresso em porcentagem. Por exemplo, se você medisse a distância de um objeto a 200 milhas de distância e dentro de um valor real de 2 milhas, você mediu com uma precisão de 1%. Cosmeticamente falando, apenas algumas centenas de estrelas e um punhado de aglomerados de estrelas estão realmente perto o suficiente para ter suas distâncias tão precisamente previstas. Eles residem na Via Láctea e estão a apenas alguns milhares de anos-luz de distância. O BOSS leva ao extremo ... suas medições vão muito além de nossas fronteiras galácticas, mais de um milhão de vezes mais, e mapeia o Universo com precisão incomparável.
Graças a essas novas medições de distância altamente precisas, os astrônomos da BOSS estão avançando no campo da energia escura. "Ainda não entendemos o que é energia escura", explicou Eisenstein, "mas podemos medir suas propriedades. Então, comparamos esses valores com o que esperamos que sejam, dada a nossa compreensão atual do universo. Quanto melhores nossas medições, mais podemos aprender. ”
Como é feito? Obter uma medição de um por cento em seis bilhões de anos-luz não é tão fácil quanto medir um objeto do sistema solar, ou mesmo um objeto contido em nossa galáxia. É aí que o BOSS entra em jogo. É o maior dos quatro projetos que compõem o Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III) e foi construído para tirar proveito dessa técnica: medir as chamadas "oscilações acústicas bariônicas" (BAOs), ondulações periódicas sutis a distribuição de galáxias no cosmos. Essas ondulações são a assinatura das ondas de pressão que cruzaram o início do Universo em um momento em que as coisas eram tão quentes e densas que os fótons marcharam junto com os bárions - o material que cria os núcleos dos átomos. Como o tamanho da ondulação é conhecido, esse tamanho agora pode ser medido através do mapeamento de galáxias.
"Com essas medições de galáxias, a natureza nos deu uma bela régua", disse Ashley Ross, astrônoma da Universidade de Portsmouth. “A régua tem meio bilhão de anos-luz, para que possamos usá-la para medir distâncias com precisão, mesmo de muito longe.
Usando sua instrumentação especializada que pode fazer medições detalhadas de mil galáxias por vez, a BOSS enfrentou um enorme desafio - mapear a localização de mais de um milhão de galáxias. "Em uma noite clara em que tudo corre perfeitamente, podemos adicionar mais de 8000 galáxias e quasares ao mapa", disse Kaike Pan, que lidera a equipe de observadores no Telescópio de 2,5 metros da Sloan Foundation, do SDSS-III, no Apache Point Observatory em Novo México.
Embora a equipe de pesquisa do BOSS tenha apresentado seus primeiros mapas de galáxias e iniciando as medições de BAO há um ano, esses novos dados cobrem o dobro do território e fornecem uma medição ainda mais precisa - incluindo os de galáxias próximas. “Fazer essas medições em duas distâncias diferentes nos permite ver como a expansão do universo mudou ao longo do tempo, o que nos ajudará a entender por que está acelerando”, explicou a astrônoma da Universidade de Portsmouth Rita Tojeiro, que co-preside o agrupamento de galáxias BOSS grupo de trabalho junto com Jeremy Tinker, da Universidade de Nova York.
Também está fazendo um estudo semelhante a Mariana Vargas-Magana, pesquisadora de pós-doutorado na Universidade Carnegie Mellon. Para permitir ainda mais precisão, ela está analisando quaisquer efeitos sutis que possam influenciar as medições de BOSS. "Quando você está tentando atingir um por cento, precisa ficar paranóico com tudo o que pode dar um pouco de errado", disse Vargas-Magana - por exemplo, pequenas diferenças na maneira como as galáxias foram identificadas poderiam ter desencadeado toda a medição de suas distribuição, então diferentes partes do céu tiveram que ser verificadas cuidadosamente. “Felizmente”, disse Vargas-Magana, “há muitas pessoas cuidadosas em nossa equipe para verificar nossas suposições. Quando todos estão satisfeitos, temos certeza de que não perdemos nada. "
Até o presente momento, essas novas descobertas do BOSS pareceriam consistentes com o que consideramos uma forma de energia escura - uma constante encontrada ao longo da história do Universo. De acordo com o comunicado de imprensa, essa “constante cosmológica” é um dos seis números necessários para criar um modelo que coincida com a escala e a estrutura do Universo. Schlegel compara esse modelo de seis números a um painel de vidro, preso por parafusos que representam diferentes medidas da história do Universo. "O BOSS agora tem um dos parafusos mais apertados, e apenas demos meia volta", disse Schlegel. "Cada vez que você aumenta a tensão e o vidro não quebra, é um sucesso do modelo."
Fonte da história original: Sloan Digital Sky Survey III, comunicado de imprensa. Para mais informações: Comunicado de imprensa do Instituto Max Planck.
