Medições do Universo são feitas com precisão inédita

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/03/2013

Os astrônomos determinam a escala do Universo medindo primeiro a distância até objetos próximos - binários de eclipse - e depois usando essas distâncias como velas padrão para estimar distâncias cada vez maiores.
[Imagem: ESO/R. Gendler]

Velas padrão

Quase 10 anos de observações cuidadosas resultaram na medição mais precisa já feita da distância da Terra até a nossa galáxia vizinha, a Grande Nuvem de Magalhães.

Estas novas medições vão ajudar a determinar melhor a taxa de expansão do Universo - a constante de Hubble - e são um passo crucial do sentido de compreendermos a misteriosa energia escura, que faz acelerar essa expansão.

A equipe internacional de astrônomos usou vários telescópios ao redor do mundo, entre eles o Observatório de La Silla do ESO, no Chile.

Os astrônomos determinam a escala do Universo medindo primeiro a distância até objetos próximos e depois usando essas distâncias como velas padrão para estimar distâncias cada vez maiores.

As velas padrão são objetos dos quais se conhece o brilho absoluto. Ao observar quão brilhante um objeto nos parece - o brilho aparente - os astrônomos podem determinar a distância a que se encontram - objetos mais distantes parecem menos brilhantes.

Exemplos das velas padrão usadas até agora são as estrelas variáveis do tipo Cefeidas e as supernovas do tipo Ia.

Distância da Grande Nuvem de Magalhães

A grande dificuldade é calibrar a escala de distâncias, recorrendo a observações de objetos relativamente próximos de nós, e para os quais a distância pode ser calculada por outros métodos.

Além disso, esta cadeia é apenas tão precisa quanto o seu elo mais fraco.

Até agora, a medição precisa da distância até a Grande Nuvem de Magalhães, uma das galáxias mais próximas da Via Láctea, provou-se uma tarefa complicada. E, uma vez que as estrelas nesta galáxia são usadas para fixar a escala de distâncias até galáxias mais remotas, esta medição é muitíssimo importante.

Agora, observações de uma classe rara de estrelas duplas permitiram deduzir um valor muito mais preciso da distância até a Grande Nuvem de Magalhães: 163.000 anos-luz.

O melhor valor aceito anteriormente era 157.000 anos-luz, mas com uma imprecisão que permitia valores de 155.000 a 165.000 anos-luz.

"Estou muito entusiasmado com este resultado porque há mais de cem anos que os astrônomos tentam medir com precisão a distância até a Grande Nuvem de Magalhães, o que tem provado ser extremamente difícil," diz Wolfgang Gieren (Universidade de Concepción, Chile) e um dos líderes da equipe. "Nós resolvemos este problema ao obter um resultado com uma precisão demonstrada de 2%."

Distâncias cosmológicas

A melhoria na medição da distância à Grande Nuvem de Magalhães dá também distâncias mais precisas a muitas estrelas variáveis do tipo Cefeidas.

Estas estrelas brilhantes que pulsam, são usadas como velas padrão para medir distâncias até as galáxias mais remotas e determinar a taxa de expansão do Universo - a constante de Hubble, o que, por sua vez, é a base para observar o Universo até às galáxias mais longínquas que podem ser hoje vistas com os telescópios atuais.

Portanto, a maior precisão na distância à Grande Nuvem de Magalhães leva a um aumento imediato da precisão nas medições atuais de distâncias cosmológicas.

Os astrônomos encontraram oito binários de eclipse muito raros, onde ambas as estrelas são gigantes vermelhas mais frias - elas estão ajudando a estabelecer distâncias para todo o Universo.
[Imagem: ESO/L. Calçada]

Binários de eclipse

Os astrônomos conseguiram tornar mais precisa a distância à Grande Nuvem de Magalhães ao observar pares raros de estrelas, chamadas binários de eclipse.

À medida que estas estrelas orbitam em torno uma da outra, vão passando também à frente uma da outra do ponto de vista da Terra. Quando isto acontece, o brilho total do binário diminui de determinado valor quando uma estrela passa em frente da outra e diminui de outro valor quando essa estrela passa por detrás.

Detectando-se cuidadosamente estas variações no brilho e medindo igualmente a velocidade orbital das estrelas, é possível determinar o tamanho das estrelas, as suas massas e as características das suas órbitas.

Combinando estes dados com medições cuidadosas do brilho total e da cor das estrelas, podem ser determinadas distâncias muito precisas.

Este método já foi utilizado anteriormente, mas apenas com estrelas quentes. No entanto, nesses casos é necessário supor determinadas condições e, por isso, as distâncias resultantes não são tão precisas.

Agora, pela primeira vez, conseguiu-se identificar oito binários de eclipse muito raros, onde ambas as estrelas são gigantes vermelhas mais frias. Estas estrelas foram estudadas em detalhes, o que originou valores para a distância muitíssimo precisos - até 2%.

"Estamos trabalhando no sentido de melhorar ainda mais o nosso método e esperamos conseguir obter nos próximos anos uma distância à Grande Nuvem de Magalhães com um 1% de precisão. Este trabalho tem consequências tremendas, não apenas no campo da cosmologia, mas também em muitas outras áreas da astrofísica," conclui Dariusz Graczyk, coautor do estudo.

Mais tópicos