Crédito de imagen: Hubble
Los astrónomos han estudiado la luz de 11 nuevas supernovas para ayudar a validar la evidencia de que algún tipo de "energía oscura" está acelerando la separación del Universo. Al medir su brillo relativo, pueden calcular qué tan distantes están las supernovas de Tipo Ia. Estos últimos datos fueron recopilados por un equipo internacional de astrónomos que utilizan telescopios terrestres para proporcionar objetivos de seguimiento para el telescopio espacial Hubble. Se planea un nuevo satélite, llamado SuperNova / Acceleration Probe, que podrá descubrir miles de supernovas y rastrear sus explosiones con precisión.
Un conjunto único de 11 supernovas distantes de Tipo Ia estudiadas con el telescopio espacial Hubble arroja nueva luz sobre la energía oscura, según los últimos hallazgos del Proyecto de Cosmología de Supernova (SCP), publicado recientemente en http://www.arxiv.org/abs / astro-ph / 0309368 y pronto aparecerá en el Astrophysical Journal.
Las curvas de luz y los espectros de las 11 supernovas distantes constituyen "un conjunto de datos sorprendentemente hermoso, el conjunto más grande de este tipo recolectado únicamente desde el espacio", dice Saul Perlmutter, astrofísico del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y líder del SCP. El SCP es una colaboración internacional de investigadores de los Estados Unidos, Suecia, Francia, el Reino Unido, Chile, Japón y España.
Las supernovas de tipo Ia se encuentran entre las mejores "velas estándar" de la astronomía, tan similares que su brillo proporciona un indicador confiable de su distancia, y tan brillantes que son visibles a miles de millones de años luz de distancia.
El nuevo estudio refuerza el notable descubrimiento, anunciado por el Proyecto de Cosmología de Supernova a principios de 1998, de que la expansión del universo se está acelerando debido a una energía misteriosa que impregna todo el espacio. Ese hallazgo se basó en datos de más de tres docenas de supernovas de Tipo Ia, todas menos una observadas desde el suelo. Un grupo de la competencia, el Equipo de Búsqueda de Supernovas High-Z, de forma independiente anunció resultados sorprendentemente consistentes, basados en 14 supernovas adicionales, también predominantemente observadas desde el suelo.
Debido a que el telescopio espacial Hubble (HST) no se ve afectado por la atmósfera, sus imágenes de supernovas son mucho más nítidas y fuertes y proporcionan mediciones de brillo mucho mejores que las posibles desde el suelo. Robert A. Knop, profesor asistente de física y astronomía en la Universidad de Vanderbilt en Nashville, Tennessee, dirigió el análisis de datos del Proyecto de Cosmología de Supernova de las 11 supernovas estudiadas con el HST y fue coautor del informe Astrophysical Journal con los otros 47 miembros del SCP.
"Los datos del HST también proporcionan una prueba sólida de la extinción de la galaxia huésped", dice Knop, refiriéndose a las preocupaciones de que las mediciones del verdadero brillo de las supernovas podrían ser arrojadas por el polvo en galaxias distantes, que podrían absorber y dispersar su luz. Pero el polvo también haría que la luz de una supernova se volviera más roja, de la misma manera que nuestro sol se ve más rojo al atardecer debido al polvo en la atmósfera. Debido a que los datos del espacio no muestran enrojecimiento anómalo con la distancia, dice Knop, las supernovas "pasan la prueba con gran éxito".
“¿Limitar tales incertidumbres es crucial para usar supernovas? o cualquier otra observación astronómica? para explorar la naturaleza del universo ", dice Ariel Goobar, miembro de SCP y profesor de astrofísica de partículas en la Universidad de Estocolmo en Suecia. La prueba de extinción, dice Goobar, "elimina cualquier preocupación de que el polvo ordinario de la galaxia anfitriona pueda ser una fuente de sesgo para estos resultados cosmológicos en los altos desplazamientos al rojo". (Consulte ¿Qué es la extinción Host-Galaxy?)
El término para la misteriosa "gravedad repulsiva" que impulsa al universo a expandirse cada vez más rápido es energía oscura. Los nuevos datos pueden proporcionar estimaciones mucho más estrictas de la densidad relativa de la materia y la energía oscura en el universo: bajo supuestos directos, el 25 por ciento de la composición del universo es materia de todo tipo, y el 75 por ciento es energía oscura. Además, los nuevos datos proporcionan una medida más precisa de la "elasticidad" de la energía oscura, la presión que aplica a la expansión del universo por unidad de densidad.
Entre los numerosos intentos de explicar la naturaleza de la energía oscura, ¿algunas de estas nuevas mediciones permiten? incluyendo la constante cosmológica propuesta originalmente por Albert Einstein? pero se descartan otros, incluidos algunos de los modelos más simples de las teorías conocidas como quintaesencia. (Ver ¿Qué es la energía oscura?)
¿Las supernovas de alto desplazamiento al rojo son la mejor herramienta para medir las propiedades de la energía oscura? y eventualmente determinando qué es la energía oscura. Como demuestran los estudios de supernovas con el HST, el mejor lugar para estudiar supernovas de alto desplazamiento al rojo es con un telescopio en el espacio, no afectado por la atmósfera.
Sin embargo, "para hacer el mejor uso de un telescopio en el espacio, es esencial hacer el mejor uso de los mejores telescopios en el suelo", dice el miembro de SCP Chris Lidman del Observatorio Europeo Austral.
Para las supernovas en el presente estudio, el equipo de SCP inventó una estrategia mediante la cual el telescopio espacial Hubble podría responder rápidamente a los descubrimientos realizados desde el suelo, a pesar de la necesidad de programar el tiempo HST con mucha anticipación. Trabajando juntos, el SCP y el Space Telescope Science Institute implementaron la estrategia con un efecto excelente.
El estudio actual, basado en observaciones HST de 11 supernovas, señala el camino hacia la próxima generación de investigación de supernovas: en el futuro, la sonda SuperNova / Acceleration Probe, o satélite SNAP, descubrirá miles de supernovas Tipo Ia y medirá sus espectros y sus curvas de luz desde los primeros momentos, a través del brillo máximo, hasta que su luz se haya extinguido.
Perlmutter de SCP ahora lidera un grupo internacional de colaboradores con sede en Berkeley Lab que están desarrollando SNAP con el apoyo de la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía de EE. UU. Es posible que el mejor candidato para una teoría correcta de la energía oscura se identifique poco después de que SNAP comience a funcionar. Como resultado, se abrirá un mundo de nueva física.
"Nuevas restricciones sobre omega-m, omega-lambda yw de un conjunto independiente de once supernovas de alto desplazamiento al rojo observadas con el HST", por Robert A. Knop y 47 otros (el Proyecto de Cosmología de Supernova), aparecerán en Astrophysical Journal y actualmente está disponible en línea en http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0309368.
Berkeley Lab es un laboratorio nacional del Departamento de Energía de EE. UU. Ubicado en Berkeley, California. Realiza investigaciones científicas no clasificadas y es administrado por la Universidad de California.
Fuente original: Comunicado de prensa de Berkeley
