Régua cósmica baseada em buracos negros

Os astrónomos têm um novo gadget na sua caixa de ferramentas cósmica que é capaz de medir distâncias de objetos muito distantes. O método usa núcleos galácticos ativos, as regiões brilhantes e violentas existentes nos centros de galáxias, para medir distâncias mais longas do que era possível até agora.
Uma ferramenta como esta é crucial para se entender como o tempo, espaço e matéria se comportam na escala de todo o universo, e poderia ajudar a resolver mistérios como a natureza da energia escura que está a acelerar a expansão do universo.
Durante quatro décadas, os astrónomos têm tentado transformar esses feixes luminosos em marcadores de milhas cósmicas. Agora, cientistas da Universidade de Copenhaga e seus colaboradores pensam ter conseguido esse objetivo. O brilho de um núcleo ativo está fortemente relacionado com o raio de uma região de gases quentes em torno do buraco negro central. Quando os cientistas determinarem qual é o raio, eles podem prever quão intrinsecamente brilhantes os núcleos devem ser - e comparar esse valor com a aparência brilhante observada, que depende da distância. Os objetos que permitem determinar quão brilhantes são os corpos cósmicos são designados de velas padrão.
"É a relação raio-luminosidade que nos permite supor que estes núcleos ativos galácticos funcionam como velas padrão", diz Kelly Denney do Dark Cosmology Centre, uma das autoras do estudo, publicado na revista Astrophysical Journal.
Até agora as velas padrão só eram boas para medir distâncias de objetos presentes quando o universo tinha cerca de 4 biliões de anos. Os núcleos galácticos ativos permitem estender essa capacidade para objetos correspondentes a quando o Universo tinha apenas 1,5 biliões de anos.
"Atualmente dependemos tanto das supernovas, que seria muito bom ter uma verificação independente dos parâmetros cosmológicos", diz o astrofísico Bradley Peterson, da Ohio State University. "Eu estou realmente animado com este resultado."
A técnica chamada de mapeamento de reverberação determina quanto tempo levam os fotões a serem expelidos da vizinhança do buraco negro e a reaparecerem depois de terem atravessado o turbilhão quente que rodeia o buraco negro. Porque a luz viaja a uma velocidade constante, os astrónomos podem determinar o raio dessa região. Então, a luminosidade do núcleo galáctico ativo pode ser calculada.
Até agora, tentar estreitar a relação entre raio e luminosidade tem sido complicado. Entre outras razões, a luz das estrelas da galáxia hospedeira contaminavam as medições do brilho do seu núcleo ativo. Mas a equipa tinha em mãos os dados do astrofísico Misty Bentz da Georgia State University, que corrigiu os valores tendo em conta os efeitos da luz das estrelas em redor, além das medições precisas dos raios efetuadas por Denney.
"Acho que este estudo é muito inteligente", diz Bentz. "Mas ele precisa de algumas melhorias para que possa ser comparável a supernovas por exemplo."
Denney diz que a equipa está a planear calibrar o método por meio de observações de galáxias adicionais e - se for dado acesso ao Telescópio Espacial Hubble - medições produzidas por estrelas variáveis Cepheid.
Peterson diz que o método vai demorar uma década para vingar no seio da comunidade astrofísica. Vai levar muito tempo para expandir o conjunto de dados, adicionar mais calibrações distantes, e reduzir alguns dos ruídos nos dados.
Mas a equipa está otimista que os núcleos galácticos ativos se vão tornar uma medida de distância aceite, uma vez que são mais numerosos e mais facilmente observáveis do que as atuais velas padrão. "Isto pode acabar por ser um degrau muito grande na escala de distâncias", diz Bentz. "Seria colocar tudo na mesma escala, em vez de usar uma coisa para calibrar outra coisa que é usada para calibrar outra coisa. ... Há menos possibilidade de algo dar errado."

Fonte: Science News