diciembre 2, 2022

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Espacio exterior: los valores calculados a partir de la explosión de estrellas brindan más enigmas

Ciencias Astrofísica

El escaneo preciso del universo intensifica el misterio cósmico

El objeto está a 16.000 años luz de la Tierra. "G299" Son los restos de una supernova Tipo Ia.

G299, ubicada a 16 000 años luz de la Tierra, es el remanente de una supernova de tipo Ia.

Fuente: NASA / CXC / U.Texas

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Los astrónomos están recopilando los datos más precisos hasta el momento sobre la formación del universo y su expansión. Pero los valores calculados a partir de las explosiones estelares crean otro misterio. ¿Hay algún fenómeno físico que no se conocía antes?

W¿De qué está hecho el universo y qué tan rápido se está expandiendo? Un equipo de investigación internacional ha dado con las respuestas más precisas a estas preguntas hasta la fecha. Para ello, los astrónomos evaluaron datos de más de 1.500 estallidos estelares a una distancia de hasta 10.700 millones de años luz. El problema: la velocidad de expansión cósmica determinada de esta manera contrasta fuertemente con un valor determinado usando otro método. Los científicos escriben que esto indica la existencia de un fenómeno físico previamente desconocido en el universo joven. en el Diario Astrofísico.

Como parte del proyecto Pantheon+, el equipo estudió el brillo de las explosiones estelares de cierto tipo a lo largo del tiempo. recopilado y evaluado. Cuando una estrella como nuestro sol consume por completo su suministro de energía nuclear, termina convirtiéndose en una enana blanca. Solo del tamaño de la Tierra, los restos de estrellas se han enfriado lentamente durante miles de millones de años. Sin embargo, si una enana blanca de este tipo forma un sistema binario con una segunda estrella grande, puede arrebatarle materia, principalmente gas hidrógeno.

Eventualmente, la enana blanca habrá acumulado tanto hidrógeno fresco que ocurrirá una explosión termonuclear, una supernova de tipo I. Estos estallidos son de gran valor para los astrónomos porque todos brillan con el mismo brillo. Por lo tanto, el brillo de esta supernova en el cielo terrestre depende solo de su distancia. A partir del brillo observado de la explosión estelar, los astrónomos pueden calcular la distancia de la supernova.

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Armados con esta escala cósmica, los exploradores del cielo pueden determinar de qué está hecho el universo y qué tan rápido se está expandiendo al observar varias supernovas a diferentes distancias. En primer lugar, los datos de Pantheon+ confirman el modelo cosmológico anterior con una precisión sin precedentes: la pregunta de qué estrellas, planetas y también nosotros, los humanos, constituimos solo una pequeña fracción de aproximadamente el cinco por ciento del universo. La materia oscura y la energía oscura dominan el universo.

La materia oscura contribuye con alrededor del 29 por ciento al universo y asegura que las galaxias y los cúmulos de galaxias se mantengan unidos por la gravedad; la materia normal visible por sí sola no sería suficiente para esto. Sin materia oscura, las estrellas, los planetas y cualquier forma de vida en el universo no existirían. Los investigadores sospechan que la materia oscura está formada por partículas previamente desconocidas. Pero todos los intentos de rastrear tales partículas han fallado hasta ahora.

La expansión cósmica se está acelerando

La energía oscura es más misteriosa. El universo se creó hace 13.800 millones de años con el Big Bang y se ha estado expandiendo desde entonces. Esta expansión cósmica debe ser frenada lentamente por la atracción de la materia. De hecho, lo contrario es cierto: se está acelerando. Los investigadores ven un tipo de energía interna de la habitación como causa. Los datos de Pantheon+ ahora muestran que esta energía oscura puede no haber cambiado a lo largo de la historia cósmica, es constante.

La respuesta de Pantheon+ a la pregunta de qué tan rápido se está expandiendo el universo hoy es explosiva. Los astrónomos describen la tasa de expansión usando la constante de Hubble, llamada así por Edwin Hubble, el descubridor de la expansión cósmica. Pantheon+ da un valor de 73,4 para la constante de Hubble con una incertidumbre de solo el 1,3 por ciento.

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Sin embargo, existe un segundo método independiente para determinar la constante de Hubble. Se basa en un estudio detallado de la radiación cósmica de fondo -un tipo de eco de la radiación del Big Bang- y da un valor de 67,4 con una incertidumbre del 0,7 por ciento. Los valores numéricos indican kilómetros por segundo, ya que la distancia entre dos objetos de 3,26 millones de años luz cada uno -un megaparsec- aumenta aparte.

La diferencia entre los dos valores se llama voltaje de Hubble. Hasta ahora, los investigadores aún tienen la esperanza de que la diferencia resulte ser simplemente un error estadístico. Pero con los nuevos datos de Pantheon+, la probabilidad de que eso suceda ha caído muy por debajo de una diezmilésima parte de un por ciento.

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“Esperábamos encontrar una posible solución a nuestro problema de datos”, El coautor Dillon Pruitt dice: Del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, EE. UU. “En cambio, tenemos que descartar las muchas explicaciones restantes y las diferencias son más serias que nunca”. El esfuerzo del Hubble apunta a una nueva física en el universo joven, y ahora hay muchas consideraciones teóricas. “Pero estas teorías aún no han resistido el proceso científico”, por lo que pueden verificarse con más datos de observación, dice Pruitt.

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