Una colisión de estrellas de neutrones acaba de zanjar un debate cosmológico de décadas: la constante de Hubble
Imagen destacada: Impresión artística de dos estrellas de neutrones colisionando, con chorros y ondas gravitacionales; crédito: Carl Knox/OzGrav/Swinburne University
Un equipo de astrónomos ha utilizado la colisión de dos estrellas de neutrones para producir una de las mediciones más contundentes de la tasa de expansión del universo, inclinando la balanza de manera decisiva a favor del modelo cosmológico estándar. El resultado, publicado en The Astrophysical Journal, sugiere que la “tensión de Hubble”, que ha persistido durante años, podría ser un problema de medición en lugar de una señal de que nuestra comprensión de la física es fundamentalmente incorrecta.
La constante de Hubble-Lemaître describe qué tan rápido se expande el universo. Pero las mediciones han discrepado obstinadamente durante más de una década. El método del universo temprano, basado en el fondo cósmico de microondas registrado por el satélite Planck, arroja un valor de aproximadamente 244.000 kilómetros por hora por megaparsec. El método del universo tardío, que utiliza estrellas variables cefeidas y supernovas Tipo Ia observadas por el telescopio espacial Hubble, da un valor más alto de alrededor de 252.000 kilómetros por hora por megaparsec. El desajuste ha persistido a través de cientos de mediciones independientes, llevando a algunos cosmólogos a proponer modificaciones al modelo estándar.
Una kilonova como regla cósmica
La nueva medición explota una técnica completamente independiente. El equipo, liderado por la Dra. Kelly Gourdji de CSIRO y OzGrav, observó las secuelas de GW170817, una fusión binaria de estrellas de neutrones detectada por LIGO y Virgo en 2017. Cuando dos estrellas de neutrones colisionan, producen una kilonova, una violenta explosión que lanza un estrecho chorro de partículas energéticas al espacio.
Combinando datos de ondas gravitacionales con observaciones de radio del High Sensitivity Array, una red global de radiotelescopios, y astrometría del telescopio espacial Hubble, el equipo rastreó el movimiento del chorro durante casi un año después de la fusión.
“Estos chorros se lanzan durante solo un par de segundos, pero al impactar contra el gas circundante, brillan durante meses después”, dijo el Prof. Adam Deller de la Universidad de Swinburne, quien lideró las observaciones de radio.
Coherencia con el modelo estándar
El valor de la constante de Hubble del equipo está más cerca de la medición del universo temprano derivada del fondo cósmico de microondas que del valor de supernova del universo tardío. Si bien la nueva medición no es tan precisa como los métodos establecidos, es más exacta que cualquier intento previo que utilizara únicamente ondas gravitacionales, y proporciona la evidencia más sólida hasta la fecha de que la astronomía de ondas gravitacionales puede ayudar a resolver la tensión.
De manera crucial, el resultado contradice las propuestas de que ambas mediciones podrían ser correctas bajo una comprensión modificada de la cosmología. “Algunos astrónomos habían propuesto maneras en que ambas mediciones podrían ser correctas si nuestra comprensión de la cosmología cambiara”, dijo Deller. “Pero nuestra medición contradice firmemente esa solución”.
Gourdji se mostró más mesurada: “Esto sugeriría que no hay nada incorrecto en nuestra comprensión de la cosmología, aunque necesitaremos examinar más fusiones de estrellas de neutrones como esta para estar seguros”.
El camino por delante
Con LIGO, Virgo y el detector japonés KAGRA operando ahora en su configuración más sensible hasta la fecha, se espera que la tasa de detección de fusiones de estrellas de neutrones aumente considerablemente. Cada nueva fusión ofrece una oportunidad para repetir la medición y ajustar los márgenes de error. Si la tendencia se mantiene, la tensión de Hubble, el enigma más persistente de la cosmología moderna, podría finalmente dar paso a un consenso.
Por ahora, el modelo estándar de cosmología sobrevive intacto, y la colisión de dos estrellas muertas a 130 millones de años luz de distancia ha proporcionado uno de los votos más claros hasta la fecha.
Traducido por Alessandra, Fuente: 1ban.news – Space Desk