Este novo critério de distância refinado fornece uma estimativa independente para a idade do Universo. A nova medição também ajudará os astrônomos a melhorar os modelos de evolução estelar. Aglomerados estelares são o ingrediente chave em modelos estelares porque as estrelas em cada agrupamento estão na mesma distância da Terra, têm a mesma idade e têm a mesma composição química. Eles constituem, portanto, uma única população estelar para estudar.
Esse conjunto estelar, um aglomerado estelar globular chamado NGC 6397, é um dos aglomerados desse tipo mais próximos da Terra. A nova medição define a distância do aglomerado em 7.800 anos-luz de distância, com apenas uma margem de erro de 3%. Até agora, os astrônomos estimaram as distâncias dos aglomerados globulares da nossa galáxia comparando as luminosidades e cores das estrelas aos modelos teóricos, e às luminosidades e cores de estrelas semelhantes na vizinhança solar. Mas a precisão dessas estimativas varia, com incertezas pairando entre 10% e 20%.
No entanto, a nova medição usa trigonometria direta, o mesmo método usado pelos pesquisadores e tão antiga quanto a ciência grega clássica. Usando uma nova técnica de observação para medir ângulos extraordinariamente minúsculos no céu, os astrônomos conseguiram esticar a régua de Hubble fora do disco de nossa Via Láctea.
A equipe de pesquisa calculou a idade da NGC 6397 em 13,4 bilhões de anos. "Os aglomerados globulares são tão antigos que, se suas idades e distâncias forem deduzidas dos modelos, eles parecem ser mais antigos que a idade do universo", disse Tom Brown, do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial (STScI), em Baltimore, Maryland, líder do estudo do Hubble.
Distâncias precisas para aglomerados globulares são usadas como referências em modelos estelares para estudar as características de populações estelares jovens e velhas. "Qualquer modelo que concorde com as medições lhe dá mais credibilidade em aplicar esse modelo a estrelas mais distantes", disse Brown. "Os aglomerados estelares próximos servem de âncoras para os modelos estelares. Até agora, tínhamos apenas distâncias precisas para os aglomerados abertos muito mais jovens dentro da nossa galáxia porque eles estão mais próximos da Terra".
Por outro lado, cerca de 150 aglomerados globulares orbitam fora do disco estrelado comparativamente mais jovem da nossa galáxia. Esses enxames esféricos e densos de centenas de milhares de estrelas são os primeiros colonizadores da Via Láctea.
Os astrônomos do Hubble usaram a paralaxe trigonométrica para fixar a distância do aglomerado. Essa técnica mede a pequena e aparente mudança da posição de um objeto devido a uma mudança no ponto de vista de um observador. O Hubble mediu a aparente pequena oscilação das estrelas do aglomerado devido ao movimento da Terra em torno do Sol.
Para obter a distância exata da NGC 6397, a equipe de Brown empregou um método inteligente desenvolvido pelos astrônomos Adam Riess, ganhador do Prêmio Nobel, e Stefano Casertano da STScI e Johns Hopkins University, também em Baltimore, para medir com precisão as distâncias das estrelas pulsantes chamadas de Variáveis Cefeidas. Essas estrelas pulsantes servem como marcadores de distância confiáveis para os astrônomos calcularem a taxa exata de expansão do Universo.
Com essa técnica, chamada de "varredura espacial", a Wide Field Camera 3 do Hubble mediu a paralaxe de 40 estrelas do aglomerado NGC 6397, fazendo medições a cada 6 meses durante 2 anos. Os pesquisadores então combinaram os resultados para obter a medida precisa da distância. "Porque estamos olhando para um grupo de estrelas, podemos obter uma medida melhor do que simplesmente observar estrelas variáveis Cefeidas individuais", disse Casertano, membro da equipe.
As oscilações minúsculas dessas estrelas do aglomerado eram apenas 1/100 de um pixel na câmera do telescópio, medida com uma precisão de 1/3000 de pixel. Isso equivale a medir o tamanho de um pneu de automóvel na Lua com precisão de uma polegada.
Os pesquisadores dizem que podem atingir uma precisão de 1% se combinarem a medida de distância do Hubble de NGC 6397 com os resultados obtidos no observatório espacial Gaia da Agência Espacial Européia, que está medindo as posições e distâncias das estrelas com precisão sem precedentes. O lançamento de dados para o segundo lote de estrelas da pesquisa é no final de abril.
Os resultados da equipe apareceram na edição de 20 de março de 2018 do The Astrophysical Journal Letters.
Fonte: NASA
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