Há quase três décadas que está claro que a expansão do Universo está a acelerar. Alguma quantidade desconhecida, dramaticamente apelidada de “energia escura”, está a separar o Universo. Mas a taxa a que a expansão do Universo está a aumentar – chamada Constante de Hubble – ainda não foi fixada num único número.
Não foi por falta de tentar.
Na verdade, existem várias maneiras de medi-lo. O problema é que esses métodos não concordam entre si. Cada um deles fornece números diferentes, o que é um quebra-cabeça confuso – e emocionante. Isso significa que pode haver uma nova física a descobrir, se olharmos com cuidado.
Este mistério é conhecido como tensão de Hubble e só se torna mais intratável à medida que as técnicas de medição se tornam mais precisas. Assim, os astrónomos estão à procura de novas e melhores formas de medir a expansão do Universo.
Em um novo papel esta semana, três cientistas suíços descrevem um método para melhorar significativamente uma técnica de medição.
O método utiliza um subconjunto específico de estrelas gigantes vermelhas: estrelas antigas que queimaram a maior parte do hidrogénio dos seus núcleos. À medida que envelhecem, as gigantes vermelhas ficam maiores, menos densas e mais escuras. Mas, num determinado ponto da sua evolução, passam da queima de hidrogénio para a queima de hélio, uma mudança que provoca um aumento dramático no brilho. Considera-se que as estrelas nesta fase de suas vidas atingiram a ‘Ponta do Ramo do Gigante Vermelho’, ou TRGB.
Quando as estrelas no TRGB inflamam hélio, elas atingem um nível de brilho conhecido e medido de forma confiável: elas se tornam “velas padrão”, tornando as medições de distância entre elas mais precisas.
Mas esse brilho não é perfeitamente constante: existem oscilações – ondas sonoras que ondulam através das camadas da estrela. Os cientistas sabiam destas oscilações acústicas a partir de estudos anteriores sobre a evolução estelar, mas ainda não tinham sido contabilizadas nas tentativas de resolver a tensão de Hubble.
É isso que este novo artigo pretende fazer.
“As estrelas gigantes vermelhas mais jovens perto do TRGB são um pouco menos brilhantes do que as suas primas mais velhas”, diz o autor principal Richard Anderson. “As oscilações acústicas que observamos como flutuações de brilho permitem-nos compreender com que tipo de estrela estamos a lidar: as estrelas mais antigas oscilam a frequências mais baixas – tal como um barítono canta com uma voz mais profunda do que um tenor!”
“Agora que podemos distinguir as idades das gigantes vermelhas que compõem o TRGB, seremos capazes de melhorar ainda mais a medição da constante de Hubble com base nisso”, diz Anderson.
São boas notícias, garantindo uma nova confiança na nossa compreensão de como o Universo se expande. No entanto, por si só, não é provável que resolva a tensão do Hubble. A maior lacuna entre as diferentes medições da constante de Hubble ocorre entre as observações recentes do Universo: supernovas tipo 1A, variáveis cefeidas, quilonovas e gigantes vermelhas; e observações do Universo primitivo: especialmente a radiação cósmica de fundo em micro-ondas.
Essa tensão permanece. Ainda assim, quanto mais confiantes pudermos estar sobre a precisão das nossas medições, mais seguros teremos de que há algo novo sobre o funcionamento do Universo à espera de ser descoberto. A contabilização das oscilações do TRGB é um passo concreto nessa direção.
Saber mais:
“O barítono dos Gigantes Vermelhos refina as medições de distância cósmica.” EPFL.
Richard Anderson, Nolan Koblischke e Laurent Eyer, “Gigantes vermelhos de pequena amplitude elucidam a natureza da ponta do ramo gigante vermelho como uma vela padrão.” ApJL, 7 de março de 2024.
