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A través de la lente de los telescopios espaciales Hubble y James Webb, los científicos están concentrándose en la Constante de Hubble, una medida vital que indica la tasa de expansión del universo.
27 enero 2025.- Estudios recientes, especialmente aquellos que involucran al JWST, han proporcionado mediciones más precisas, cruciales para comprender las propiedades más amplias del universo.
En los últimos años, hemos sido testigos de increíbles avances en nuestra comprensión del universo, gracias al telescopio espacial Hubble (HST) y su sucesor, el telescopio espacial James Webb (JWST). Ambos telescopios han revolucionado la astronomía, al revelar descubrimientos asombrosos. Uno de sus objetivos comunes ha sido el perfeccionamiento de la constante de Hubble, una medida clave que vincula la velocidad a la que se alejan las galaxias distantes con sus distancias. Un estudio reciente confirma que el JWST ha validado hallazgos anteriores del HST, lo que proporciona más precisión en esta medición crítica.
La constante de Hubble (H0 ) es una piedra angular de la cosmología, que describe la velocidad a la que se expande el universo. Establece la relación entre la Tierra y las galaxias distantes en función de su velocidad de recesión. Introducida por primera vez por Edwin Hubble en 1929, esta constante se expresa en kilómetros por segundo por megaparsec (km/s/Mpc), lo que indica la velocidad a la que se alejan las galaxias por cada megaparsec de distancia.
A lo largo de las décadas, la determinación de su valor exacto ha provocado un intenso debate científico. Tanto el HST como el JWST han sido fundamentales en los esfuerzos por refinar la H0 , ya que su medición precisa es esencial para comprender la edad, el tamaño y el destino final del universo.
Avances en la medición de la expansión del universo
Un artículo publicado recientemente por un equipo de investigadores dirigido por Adam G. Riess de la Universidad Johns Hopkins validó los resultados de un estudio previo del HST. Utilizaron el JWST para explorar sus resultados anteriores de la escala de distancias entre cefeidas y supernovas. Esta escala se ha utilizado para establecer distancias a lo largo del cosmos utilizando estrellas variables cefeidas y supernovas de tipo 1a.
Ambos objetos pueden compararse con "candelas estándar" cuyo brillo real se conoce muy bien. Al medir su brillo aparente desde la Tierra, sus distancias pueden calcularse comparándolo con su brillo real, su luminosidad intrínseca.
Resolviendo la tensión del Hubble
En las últimas décadas se han realizado varios intentos para determinar con precisión el H 0 utilizando una multitud de instrumentos y observaciones diferentes. Se ha utilizado el fondo cósmico de microondas junto con los estudios antes mencionados que utilizan variables cefeidas y eventos de supernovas. Los resultados proporcionan una serie de resultados que se han conocido como "tensión de Hubble". El estudio reciente que utiliza el JWST espera poder afinar y validar el trabajo previo.
Técnicas y desafíos en la determinación de H 0
Para poder determinar H 0 con un nivel de precisión utilizando la escala de cefeidas/supernovas, se debe observar una muestra suficientemente grande de cefeidas y supernovas. Esto ha sido un desafío, en particular en lo que respecta al tamaño de la muestra de supernovas dentro del rango de estrellas variables cefeidas. El equipo también exploró otras técnicas para determinar H 0 , por ejemplo, estudiando datos del HST del estudio de la luminosidad de las estrellas gigantes rojas más brillantes de una galaxia, que también pueden funcionar como una vela estándar. O la luminosidad de ciertas estrellas ricas en carbono, que es otra técnica.
El equipo concluye que, cuando se combinan todas las mediciones del JWST, incluida una corrección para la muestra baja de datos de supernovas, H 0 resulta en 72,6 ± 2,0 km/s/Mpc. Esto se compara con los datos combinados del HST que determinan H 0 como 72,8 km/s/Mpc. Se necesitarán más años y más estudios para que el tamaño de la muestra de supernovas del JWST sea igual al del HST, pero la verificación cruzada hasta ahora ha revelado que finalmente nos estamos acercando a un valor preciso para la Constante de Hubble.
Referencia: “JWST Validates HST Distance Measurements: Selection of Supernova Subsample Explains Differences in JWST Estimates of Local H0” by Adam G. Riess, Dan Scolnic, Gagandeep S. Anand, Louise Breuval, Stefano Casertano, Lucas M. Macri, Siyang Li, Wenlong Yuan, Caroline D. Huang, Saurabh Jha, Yukei S. Murakami, Rachael Beaton, Dillon Brout, Tianrui Wu, Graeme E. Addison, Charles Bennett, Richard I. Anderson, Alexei V. Filippenko and Anthony Carr, 9 December 2024, The Astrophysical Journal. DOI: 10.3847/1538-4357/ad8c21
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