La medición más precisa del universo

La medición más precisa del universo de todos los tiempos

6 de Marzo de 2013. Nuevas mediciones determinan la distancia hacia las galaxias vecinas. Despees de casi una década de cuidadosas observaciones, un equipo internacional de astrónomos, con la participación de Jesper Storm del Instituto Leibnitz para Astrofísica de Potsdam (AIP), logró determinar la distancias hacia la gran nube magallánica, la galaxia más cercana a la Vía Láctea, en forma tan precisa cómo nuca. Esta nueva medición también mejora nuestros conocimientos sobre la actual  tasa de expansión del universo – la llamada constante de Hubble – y es un paso determinante en l camino hacia el entendimiento de la naturaleza de la misteriosa energía oscura, que acelera la expansión. Los científicos, junto a otros telescopios en todo el mundo, usaron también el observatorio La Silla del ESO en Chile. Los resultados de sus estudios aparecen en la edición de la revista especializada Nature el 7 de Marzo de 2013.

Estrellas sobre el observatorio La Silla en Chile (Crédito: AIP)

 Los astrónomos determinan las escalas de los valores del tamaño del universo, midiendo en primer lugar las distancias de objetos cercanos, en el sentido de velas estándares [1], para determinar la distancias hacia objetos más lejanos en el cosmos. Toda la cadena de la escala de distancias, sin embargo es solo tan precisa cómo su eslabón más débil. Hasta hace poco no fue posible determinar en forma exacta la distancia hacia la gran nube magallánica (LMC por su siga en inglés). Debido a que las estrella de esta galaxia se usan para determinar las distancias a otras galaxias, es muy importante determinar su propia distancia.
 

Meticulosos análisis de las observaciones de una case especial de estrellas binarias le han permitido a un equipo de astrónomos, determinar un valor preciso de la distancia hacia la gran nube magallánica: 163 000 años luz.

“Me da mucha alegría, que lo hemos logrado” dijo Wolfgan Gieren de la Universidad de Concepción en Chile, uno de los jefes de equipo. “Durante cien años los astrónomos han intentado medir en forma exacta la distancia hacia la gran nube magallánica. Resulto ser muy difícil. Ahora hemos resuelto el problema, con un error de un 2%”.

El mejoramiento de la exactitud de medición para la distancia  a la gran nube magallánica, también lleva a valores de distancias más exactas para muchas estrellas cefeidas [2]. Estas estrellas pulsantes luminosas, se usan como velas estándares, para determinar la distancia a galaxias más lejanas y para calcular la actual tasa de expansión del universo, conocida también como la constante de Hubble. La constante de Hubble por su lado, es la base del muestreo del universo hasta la más lejanas galaxias, que se pueden observar hoy día con os telescopios. La exacta determinación de la distancias hacia la gran nube magallánica, reduce también la inexactitud de las actuales mediciones de la distancias cosmológicas.

“El actual  estado impresiona por su gran exactitud. A pesar de esto partimos de la base, que con el nuevo método mediciones se podrán obtener mediciones más precisas. Para comprobar esto hemos iniciado investigaciones adicionales, para esto usamos el telescopio AIP robótico Stella en Tenerife” dice Jesper Storm del AIP.

Para determinar l distancia hacia la gran nube magallánica, los astrónomos observan raras estrellas binaras  eclipsantes (estrellas binarios fotométricas)  [3]. Durante su mutua órbita, se ven las estrellas pasar por delante de su pareja. Visto desde la Tierra disminuye la luminosidad de todo el sistema y a ser cuando pasa la primera estrella frente a la segunda, como también al revés, aunque en diferentes proporciones [4].

Wikipedia (Animación introducida por el traductor)

Mediante cuidadosas mediciones de estos cambios de luminosidad junta a la determinación de la velocidad orbital, se puede establecer el tamaño de la estrella, su masa u otras informaciones sobre sus órbitas. Si se combina esto con la luminosidad y el color de las estrellas [5] es posible determinar con gran exactitud su distancia. 

Este método aunque ya se había empleado anteriormente, pero sólo en el caso de estrellas calientes. En este caso se deben hacer ciertas suposiciones, de manera que las distancias  determinadas no son tan precisas cómo se desea. Ahora por primera vez se logró identificar a estrellas binarios fotométricas extremamente raras, donde ambas son gigantes rojas frías [6]. Estas  estrellas fueron investigadas muy cuidadosamente. Ellas entregan valores de distancias especialmente exactas con un error de sólo un 2%.

“La ESO tiene justamente los telescopios y los instrumentos, que se necesitan para este proyecto: El espectrógrafo HARPS para mediciones de velocidad radial delta precisión también estrellas débiles y SOFI para mediciones de luminosidad en el infrarrojo” aclara Grzegorz Pietrzyński de la Universidad de Concepción en Chile y del Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego de Polonia, el primer autor del estudio, que ahora aparece en la revista Nature.

Notas finales

[1] Con el concepto vela estándar se designan objetos con una luminosidad conocida. Ya que objetos más lejanos aparecen con una luminosidad más débil, los astrónomos, mediante mediciones de la intensidad de la luz observada, pueden calcular su distancia. Ejemplos para estas velas estándar son estrellas variables del tipo Cefeidas [2] y supernovas del tipo Ia. La dificultad de este método se encuentra en la calibración de la escala de distancia. Para esto normalmente se miden  ejemplos cercanos con otros métodos.

[2] Cefeidas son estrellas luminosas inestables, que pulsan y que por esto cambian periódicamente su luminosidad. Entre el período de las Esta tal llamada  Relación período-luminosidad permite su uso como velas estándar para determinar la distancia hacia galaxia más cercanas.

[3] Este estudio es parte del proyecto Araucaria de largo aliento, en el marco del cual se mejora las medicines de distancias a galaxias más cercanas.

[4] El desarrollo exacto de los cambios en el brillo depende de tamaño relativo de las estrellas, sus temperaturas y color y la forma de la órbita.

[5] Los colores de las estrellas se determinan comparando los brillos en las diferentes regiones de longitud de onda en el infrarrojo cercano.

[6] Las estrellas fueron descubiertos en un muestreo de 35 millones de estrellas de la gran nivel magallánica, que fueron investigados en el marco de proyecto OGLE.

(El texto se basa en un comunicado del Observatorio Europeo del Sur – ESO)

Fuente: www.aip.de

Traducido del alemán por A. Gundelach con la gentil autorización del señor Kerstin Mork, relacionador de prensa del AIP