Supernovas ajudam a revelar proporção de energia escura e matéria no universo

Uma equipe de cientistas liderada por Dillon Brout, membro do Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian, realizou uma análise que rendeu os limites mais precisos da composição e evolução do universo. Chamada “Pantheon+”, a análise indica que o universo é formado por duas partes de energia escura e uma de matéria — esta presente, principalmente, na forma da misteriosa matéria escura.

• Astrônomos procuram falhas na teoria de Einstein para desvendar a energia escura
• O que é matéria escura? Como sabemos que ela existe?

O Pantheon foi desenvolvido primeiro pelo físico Dan Scolnic, que trabalhou com dados de aproximadamente mil supernovas. No novo estudo, Brout, Scolnic e outros expandiram os dados para 1.500 supernovas e aprimoraram as técnicas de análises, reduzindo também possíveis fontes de erros. Com as atualizações, o Pantheon + chegou ao dobro de precisão do original.

O Pantheon+ trabalha com mais de 1.500 supernovas do tipo Ia, que ocorrem quando estrelas anãs brancas acumulam massa rapidamente, desencadeando reações termonucleares. Devido ao forte brilho aparente, os cientistas podem aproveitar a luminosidade delas, junto de medidas do desvio para o vermelho (uma espécie de “extensão” da luz), para usá-las como marcadores do espaço e tempo.

O desvio para o vermelho das supernovas em distâncias variadas, em diferentes períodos da história cósmica, revela a velocidade de expansão do universo em épocas variadas. Assim, estas medidas podem ser usadas para testar teorias de componentes fundamentais do universo, incluindo a energia e matéria escuras.

Considerando o total dos dados, a nova análise indica que 66,2% do universo se manifesta na forma da energia escura (uma forma de energia hipotética que se comporta como a forma oposta da gravidade), enquanto os 33,8% restantes são representados por uma combinação de matéria escura (matéria que não interage com a luz) e matéria "comum".

Outro resultado importante do Pantheon+ está relacionado à constante de Hubble, que descreve a taxa atual de expansão do universo. Junto do projeto SH0ES, o Pantheon+ indica que a constante de Hubble é de 73,4 km/s/megaparsec, com 1,3% de incerteza. Isso significa que, a cada megaparsec (3,26 milhões de anos-luz), o espaço no universo próximo está se expandindo a mais de 260 mil km/h.

A constante de Hubble também pode ser medida com a radiação cósmica de fundo, uma antiga luz que restou de uma etapa bastante primordial do universo. Contudo, a radiação e as supernovas do tipo Ia sugerem valores diferentes para a constante, formando a chamada “tensão de Hubble”. Desta forma, os resultados do Pantheon+ podem ajudar os cientistas a determinar a origem da discrepância entre as diferentes técnicas de medida.

O artigo com os resultados do estudo foi publicado na revista The Astrophysical Journal.

Fonte: The Astrophysical Journal; Via: CfA