Novo Método para Medir Distâncias Cósmicas: A Abordagem JAGB

A constante de Hubble é um valor chave que ajuda a gente a saber o tamanho e a idade do Universo. Recentemente, rolou uma confusão sobre a medição dessa constante, especialmente entre os valores do início do Universo e os que vêm das distâncias no nosso Universo local. Essa desarmonia é conhecida como a 'Tensão de Hubble.' Cientistas estão tentando descobrir o que causa essa diferença.

Um novo método para medir distâncias é o método JAGB. Esse método analisa certos tipos de estrelas chamadas estrelas gigantes assintóticas ricas em carbono. Essas estrelas têm um brilho consistente em uma faixa específica de luz infravermelha, que é importante na hora de calcular distâncias até as galáxias.

O método JAGB pode ser usado junto com outros métodos de medição de distância, tipo variáveis de Céfede e a ponta do ramo de gigantes vermelhos (TRGB). Usar esse método permite que os pesquisadores conferem as medições desses outros métodos e, se rolar, corrigir qualquer erro.

#O Que São Estrelas JAGB?

Estrelas JAGB são um tipo de estrela que brilha muito na parte do espectro de luz perto do infravermelho. Esse brilho ajuda os cientistas a entenderem quão longe estão as galáxias. Elas são fáceis de identificar por causa das suas cores e níveis de luz distintos. Uma vantagem dessas estrelas é que elas são bem mais brilhantes do que as estrelas usadas nos métodos TRGB e Céfede. Esse brilho facilita a medição de distâncias até galáxias mais distantes com menos tempo de observação.

Além disso, estrelas JAGB podem ser encontradas em qualquer galáxia que tenha uma população de estrelas de idade intermediária. Isso as torna bem comuns, permitindo um uso amplo nas medições de distância.

#Como As Distâncias JAGB São Medidas?

Para usar o método JAGB, os cientistas primeiro identificam as estrelas JAGB em uma galáxia analisando suas cores. Depois de identificar essas estrelas, eles coletam medições de brilho de formas específicas para evitar efeitos de aglomeração, que podem distorcer os resultados. O brilho dessas estrelas é então comparado com outros métodos de medição de distância para ver como eles se alinham.

O primeiro passo é analisar imagens tiradas de uma galáxia a partir de telescópios. Os dados são coletados com uma câmera especial que captura imagens no infravermelho próximo. Após a coleta de dados, as estrelas são avaliadas e separadas de acordo com seu brilho, e o processo de medição acontece.

#A Importância da Calibração

A calibração é crucial no método JAGB. Isso significa que os pesquisadores precisam de um ponto de referência confiável para comparar suas medições. A galáxia mega-maser de água NGC 4258 serve como um ponto de referência. Sabendo a distância até essa galáxia, os cientistas conseguem calibrar a escala de brilho do método JAGB.

Uma vez que eles calibraram o método JAGB com a NGC 4258, eles podem aplicar isso a outras galáxias. Isso oferece uma forma de testar a eficácia do método JAGB e sua precisão nas medições de distância.

#Descobertas do Programa CCHP

Através do Programa Carnegie-Chicago Hubble (CCHP), os pesquisadores começaram a usar o método JAGB para coletar dados de sete galáxias diferentes que possuem supernovas do Tipo Ia-explosões de estrelas que podem ser muito brilhantes. Essa pesquisa é feita de olhos vendados, o que significa que os cientistas não sabem os resultados enquanto analisam os dados, garantindo que os resultados não sejam tendenciosos.

Comparando medições de diferentes métodos, a equipe descobriu que as distâncias JAGB são similares às distâncias TRGB, mas diferem das distâncias de Céfede. Essa inconsistência com as medições de Céfede é significativa porque sugere que pode haver problemas com o método Céfede ou sua aplicação.

#Erros Sistemáticos e Desafios

Os pesquisadores ressaltam a importância da confiabilidade na medição de distâncias. Eles notam que erros sistemáticos podem surgir, especialmente em regiões de estrelas agitadas. A aglomeração pode fazer com que estrelas mais brilhantes pareçam mais fracas e obscurecer as medições reais de brilho.

Como resultado, medir estrelas JAGB em áreas com muitas estrelas pode levar a erros. Portanto, os pesquisadores focam nas áreas do disco externo das galáxias, onde as estrelas estão menos aglomeradas e mais fáceis de medir com precisão.

#Vantagens do Método JAGB

1. Facilidade de Observação: As estrelas JAGB brilham intensamente no espectro infravermelho, precisando de menos tempo de observação do que outros métodos como Céfede, que precisam de várias observações para determinar mudanças de brilho ao longo do tempo.

2. Disponibilidade Generalizada: Estrelas JAGB são encontradas em várias galáxias, permitindo seu uso em diversos ambientes.

3. Efeitos de Poeira Reduzidos: Observar no infravermelho próximo ajuda a minimizar os efeitos da poeira que podem distorcer medições obtidas através de observações ópticas.

4. Identificação Simples: Estrelas JAGB podem ser facilmente identificadas com base em suas cores distintas e brilho, tornando a análise mais simples.

5. Precisão Estatística: O método pode entregar medições de distância extremamente precisas, o que é essencial para desenvolver uma escala de distância cósmica confiável.

#Comparação com Outros Indicadores de Distância

As distâncias JAGB foram conferidas com as distâncias derivadas dos métodos TRGB e Céfede. Os resultados mostraram um bom acordo entre as medições JAGB e TRGB, apontando para a confiabilidade do método JAGB. No entanto, as diferenças notáveis entre as distâncias JAGB e Céfede levantam questões importantes sobre a precisão do método Céfede em regiões aglomeradas.

#Direções Futuras

A pesquisa indica que estudos futuros continuarão a refinar o método JAGB. Isso incluirá o uso de novos telescópios e melhorias nas técnicas de medição de distância em várias galáxias.

1. Tecnologias Futuras: Novas missões espaciais permitirão observações ainda mais detalhadas das populações estelares, tornando possível aplicar o método JAGB a galáxias mais distantes.

2. Dados do JWST: A análise contínua dos dados do Telescópio Espacial James Webb ajudará a refinar e extender as distâncias JAGB para mais galáxias.

3. Estudos de Metalicidade: Os pesquisadores também estão interessados em como a composição química das galáxias impacta os resultados do método JAGB. Estudos em andamento irão testar esse efeito em várias galáxias para ver se a metalicidade desempenha um papel.

4. Contribuições do Gaia: Os dados que estão por vir da missão Gaia irão melhorar a precisão das medições de distância e aumentar nossa compreensão de como todos esses métodos funcionam juntos.

#Conclusão

O desenvolvimento do método JAGB é um passo significativo na medição de distâncias cósmicas. À medida que os pesquisadores continuam a explorar essa abordagem inovadora, eles nos aproximam de entender a escala do Universo e o mistério que ainda envolve a tensão de Hubble. Com a combinação de novos dados, técnicas avançadas e calibração cuidadosa, o futuro das medições astronômicas parece promissor. Isso pode, no final das contas, nos dar insights mais claros sobre a estrutura e a expansão do Universo.