jueves, marzo 14, 2013

De La Gran Nube de Magallanes a la expansión del Universo

La Gran Nube de Magallanes(GNM) es una de las dos galaxias satélites de nuestra Vía Láctea. En términos cosmológicos la distancia que nos separa de dichas galaxias, no es nada. El Universo es un lugar muy, muy grande, incluso nuestra vecina, la galaxia de Andrómeda, no es más que una compañera cercana, los dos millones de años luz que nos separan de ella sigue siendo poca distancia si la comparamos con la distancias que rigen a gran escala en el Universo. No obstante, conocer la distancia que nos separa de la GNM, por difícil que resulte de creer, nos puede ayudar a conocer con más precisión uno de los parámetros más importantes que caracterizan el Universo, a dicho parámetro se le conoce como la constante de Hubble(H0).

Recientemente un grupo de astrónomos ha publicado(1) la mejor medida hasta la fecha de la distancia que nos separa de la GNM. Para realizar dicha medida, el grupo de astrónomos ha estado observando un tipo peculiar de sistemas estelares, las binarias eclipsantes. Este tipo de sistemas, como su propio nombre indica, están formados por dos estrellas, las cuales, están ligadas gravitacionalmente. En una primera aproximación podemos entender que una estrella está girando alrededor de la otra, pero si queremos ser algo más exactos, entonces, hay que señalar que en realidad ambas estrellas están girando alrededor del centro de masas del sistema. No obstante, con la imagen que nos evoca nuestra primera aproximación es suficiente. Estos sistemas, vistos desde la Tierra, tiene un brillo variable, esto es debido a que una vez en cada órbita ambas estrellas quedan alineadas según se las ve desde la Tierra, por lo que el brillo de una de las estrellas queda bloqueado por la otra estrella que se ha posicionado delante. Estudiando con cuidado la variación en el brillo del sistema, las peculiaridades de la órbita, la masa de las estrellas etc. se puede deducir a que distancia se encuentran dichos sistemas.


Estudiando este tipo de sistemas, el equipo de astrónomos ha conseguido estimar la distancia a la GNM en 49,97Kparsec+/-0,19(estadístico)+/-1,11(sistemático). Como se puede observar, la medida presenta dos errores, uno estadístico que se debe principalmente, entre otras cosas, a la geometría de la GNM. El otro error es sistemático, el cual es debido a las incertidumbres al establecer la relación entre el brillo de la superficie de las estrellas y su color. Ahora solo falta aclarar que significa la abreviatura Kparsec. Estas son las siglas de kiloparsec, que es un múltiplo del parsec. El parsec es una unidad de medida muy usada en astronomía, su ámbito de aplicación es para expresar aquellas distancias de rango intermedio, un parsec equivale a unos 3,26 años luz.

La cuestión es ¿cómo la medida de la distancia a la GNM ayuda a conocer con mayor precisión la constante de Hubble? Antes de contestar a esta cuestión tenemos que saber qué es lo que nos dice la constante de Hubble. Como es sabido, el Universo está en expansión, esto significa que las galaxias se alejan unas de otras, cuanto más alejadas están las galaxias, mayor es el ritmo al que se separan. El efecto de la expansión puede verse enmascarado a distancias cortas(cosmológicamente hablando) debido a que la gravedad de las galaxias puede ser mayor que la expansión del Universo, dando como resultado que algunas galaxias se acercan a pesar de la expansión del Universo. No obstante, a gran escala en general las galaxias se separan debido a la expansión del Universo. Lo que la constante de Hubble nos dice es el ritmo al que se está produciendo dicha expansión. Para conocer dicho parámetro se estudian las supernovas tipo Ia, cuanto mejor conozcamos la distancia a dichas estrellas mejor podremos deducir la constante de Hubble, y ahí es donde entra en juego las medidas realizadas a la GNM, gracias a ellas hemos mejorado la forma de medir las distancias, con esta nueva mejora podemos estudiar mejor el brillo de las supernovas Ia y con ello deducir con mayor precisión el valor de la constante de Hubble. Con los resultados de este estudio se ha podido establecer la incertidumbre en la constante de Hubble en un 3%.

Según los autores del estudio todavía hay sitio para mejorar las medidas. En este estudio la distancia a la GNM se ha estimado con una incertidumbre del 2,2%, pero los autores piensan que todavía puede reducirse más dicha incertidumbre.  En concreto estiman que pueden llegar a alcanzar una incertidumbre en las medidas de tan solo un 1%. Ni que decir tiene que de conseguirlo esto también redundaría en una mejora de la incertidumbre de la constante de Hubble.

(1) - An eclipsing-binary distance to the Large Magallanic Cloud accurate to two percent

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