Caros Leitores;
Autores : Geoff C.-F. Chen, Christopher D. Fassnacht, Sherry. H. Suyu, et al.
Instituição do Primeiro Autor : Departamento de Física, Universidade da Califórnia, Davis, CA 95616, EUA
Status : enviado para MNRAS; acesso aberto no arXiv
Um Universo em Crescimento ... e Tensão
A taxa de expansão do universo é governada por um parâmetro chamado de constante de Hubble (H 0 ), medido em unidades km / s / Mpc (as unidades de "aparência desajeitada" são bem explicadas neste astrobite ). H 0 é um dos parâmetros cosmológicos mais importantes - pode restringir modelos de evolução do nosso universo - mas há dois conjuntos de H observacionalmente medidos 0 valores que significativamente discordam com o outro. O primeiro tipo de medição vem de astrônomos que olham para o universo “inicial” estudando o fundo de micro-ondas cósmico ( CMB ) e as oscilações acústicas dos bárions ( BAO).), que dão instantâneos do universo com apenas algumas centenas de milhares de anos. Uma medição recente de H 0 do uso deste método foi feita pelo satélite Planck , com um valor de H 0 = 67,27 +/- 0,6 km / s / Mpc. No entanto, astrônomos que olham para o universo "tardio", quando o Universo tem bilhões de anos, estão estudando as supernovas Tipo-Ia e as variáveis cefeidas (confiando na escada de distância cósmica ), com um valor medido recentemente de H 0 = 74.03 + / - 1,42 km / s / Mpc. Esses objetos foram formados muito depois que o CMB e o BAO deixaram sua marca no universo, o que significa que esses dois H 0 os valores são medidos de forma independente e, portanto, não possuem uma fonte de erro compartilhada.
Astrônomos olhando para o universo primordial ter H 0 medições em excelente acordo uns com os outros , e H 0 medições do final do Universo têm acordo e descartou várias possíveis fontes de erros sistemáticos também. A discordância atingiu uma tensão de 4,4 σ : as barras de erro em cada tipo de medição controlam facilmente o outro tipo de medição! Como resultado, há uma forte necessidade de diferentes medidas independentes de H 0 , para explorar tanto fontes desconhecidas de erros sistemáticos quanto possíveis novas físicas. O artigo de hoje fornece uma abordagem independente.
Uma Nova Visão ATIVA: Óptica Adaptativa e o Telescópio Espacial Hubble
Os autores usam uma técnica chamada “ cosmografia de atraso de tempo ” para obter medições de distância de uma maneira completamente independente das técnicas descritas anteriormente. A cosmografia com atraso de tempo pode ser pensada como a medição de atrasos no tempo para uma abordagem geométrica da sondagem do universo. Este método funciona através da medição de atrasos de tempo, que ocorre quando a luz da mesma fonte leva diferentes quantidades de tempo para alcançar nossos telescópios devido a diferentes trajetórias em torno de uma fonte de lentes. Em outras palavras, medir o tempo se atrasa com as fortes lentes gravitacionais de objetos variáveis no tempo, como os quasares. A colaboração H0LiCOW estuda fortes sistemas de lentes gravitacionais com o Telescópio Espacial Hubble ( HST ), e usa atrasos de tempo medidos pelo COSMOGRAIL . Um dos desafios associados ao estudo de sistemas com lentes é modelar as lentes gravitacionais. Os autores afirmam que novos dados de imagem de observações de óptica adaptativa ( AO ) podem ter melhor resolução do que os dados usados anteriormente do HST. Como tal, eles usam os dados do AO, tirados no Observatório Keck , como parte do esforço do SHARP AO. Imagens dos três sistemas de quasares com lente estudados neste artigo são mostradas na Figura 1. (Vale a pena notar que o uso de cosmografia com atraso de tempo significa que nenhuma suposição sobre os prévios cosmológicos era necessária na modelagem da lente!)
Figura 1 . Dados de imagem da AO (linha superior) e HST (linha inferior) para os três sistemas estudados neste artigo. Cada linha horizontal representa uma escala de 1 segundo de arco. A galáxia de lentes está no centro de cada painel, enquanto as imagens e arcos de lentes são do quasar e sua galáxia hospedeira. (Figura 1 no artigo de hoje.)
Cada sistema já possui medições de atrasos de tempo, dispersões de velocidade estelar e caracterizações ambientais da lente, que são necessárias para restringir degenerações ao encaixar modelos de lentes. Os autores descrevem as ferramentas estatísticas usadas para ajustar seus modelos de lentes aos dados, observando que eles realizam uma análise para evitar viés de confirmação - uma análise cega impediria os cientistas de inadvertidamente favorecerem um resultado em detrimento de outro, independentemente do real. dados. Eles analisam os dados apenas AO e AO + HST e descobrem que os resultados do AO são consistentes com os resultados do HST (que são provenientes do estudo do universo tardio). Os resultados da AO fornecem H 0 = 75,6 + 3,2 / -3,3, e os resultados AO + HST fornecem H 0 = 76,8 +/- 2,6. As Figuras 2 e 3 mostram as distribuições de probabilidade posteriores marginalizadas de AO + e AO + HST para H 0 , respectivamente. ( Distribuições posteriores são explicadas neste astrobites , e "marginalizados" significam parâmetros que não são considerados na análise são integrados na função de distribuição de probabilidade posterior.)
Figura 2 . Distribuições de probabilidade posteriores marginalizadas para H 0 da análise somente AO dos três sistemas. Cada um dos três sistemas de lente é representado com cores diferentes, e a análise total levando em consideração todos eles é representada por uma linha preta sólida. A linha cinza tracejada mostra o valor H 0 mais recente de H0LiCOW. No pico de cada distribuição está o valor de maior verossimilhança para H 0 . Os valores e incertezas correspondentes de H 0 são mostrados no canto superior esquerdo. (Figura 20 no artigo de hoje.)
Figura 3 . Distribuições de probabilidade posteriores marginalizadas para H 0 da análise AO + HST dos três sistemas.Cada um dos três sistemas de lente é representado com cores diferentes, e a análise total levando em consideração todos eles é representada com uma linha preta sólida. A linha cinza tracejada mostra o valor H 0 mais recente de H0LiCOW. No pico de cada distribuição está o valor de maior verossimilhança para H 0 . Os valores e incertezas correspondentes de H 0 são mostrados no canto superior esquerdo. (Figura 21 no artigo de hoje.)
Neste artigo, os autores se abstêm de fazer uma investigação abrangente das implicações cosmológicas e, em vez disso, encaminham os leitores para um artigo complementar (que analisa um total de seis sistemas fortemente protegidos por lentes e foi postado hoje mesmo!). No entanto, esse tipo de estudo é exatamente o que é necessário - uma medida independente de H 0 que (esperançosamente) lançará luz sobre os vários valores de H 0 discordantes atualmente inferidos de diferentes conjuntos de dados. A tensão entre as medições de H 0 no início e no final do universo parece estar se tornando mais significativa - que época fascinante para a era da cosmologia de precisão!
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Hélio
R.M. Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de
conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Membro
da Society for Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos
da NASA (National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space
Agency).
Participa do projeto S`Cool Ground Observation
(Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant
Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do
projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação
Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este
projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela
National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail:
heliocabral@coseno.com.br
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