Credit: Jeffrey Newman (Univ. of California at
Berkeley), and NASA |
Calculando la edad del Universo:
Cefeidas en NGC 4603
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NGC 4603 se encuentra a 108 millones de años luz en el cúmulo
de galaxias de Centaurus, uno de los más masivos. Es la galaxia
más lejana en la que se han podido estudiar las variaciones periódicas
de brillo de estrellas cefeidas. Las cefeidas de mayor tamaño y
brillo tienen periodos más largos que las pequeñas. Esta
relación entre periodo y masa permite calcular con precisión
su distancia.
El equipo Hubble Space Telescope Key Project ha conseguido precisar
el valor de la constante de Hubble con un margen de error de sólo
el 10%. El valor obtenido es de 70 km/sec/mpc (un megaparsec equivale a
3,26 millones de años luz). Estos resultados se han obtenido tras
estudiar casi 800 cefeidas en 18 galaxias situadas a más de 65 millones
de años luz de distancia.
Para determinar la edad el Universo es preciso conocer antes su velocidad
de expansión (la constante de Hubble), y la densidad del mismo.
Las mediciones efectuadas con el telescopio espacial Hubble sugieren una
edad de aproximadamente 12.000 millones de años, similar a la de
las estrellas más viejas.
Breve historia de la constante de Hubble:
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1908: Henrietta S. Leavitt (Harvard Observatory) estudia
las estrellas variables cefeidas de las Nubes de Magallanes y comprueba
la relación brillo-periodo.
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1912: Vesto M. Slipher (Lowell Observatory) estudia 50 nebulosas
espirales y comprueba que se alejan rápidamente de la Tierra.
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1916-1927: Einstein propone un modelo estático del
Universo. Willem de Sitter propone en 1917 un modelo vacío
del Universo en expansión consistente con las teorías de
la relatividad. Aleksandr Friedmann y Georges Lemaitre proponen modelos
alternativos de un Universo en expasión.
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1923: Edwin Hubble (Mount Wilson Observatory) determina las
distancias a 12 cefeidas en M3 y M22 y llega a la conclusión de
que se trata de lejanos objetos extragalácticos.
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1929: Hubble mide la distancia a 18 galaxias espirales y
comprueba que las más lejanas se alejan proporcionalmente a mayor
velocidad. La constante que relaciona la velocidad de alejamiento y la
distancia se conoce desde entonces como constante de Hubble.
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1931: Hubble y Milton L. Humason determinan la distancia
a M81, M101, y NGC 2403 y obtienen un valor para la constante de Hubble
de 558 km por segundo por megaparsec.
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1954: Walter Baade reduce el valor de la constante a 280
al comprobar que Hubble había confundido dos tipos de cefeidas con
distintas relaciones brillo-periodo.
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1956: Tras la muerte de Hubble, Allan Sandage (Carnegie Observatories)
reduce el valor de la constante a 75 al comprobar que muchas estrellas
estudiadas eran en realidad cúmulos. Un valor menor implica una
edad mayor para el Universo: a menor velocedad de expansión se precisa
más tiempo para alcanzar el tamaño actual.
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1956-1994: Algunos astrónomos (Sandage, Gustav Tammann)
reducen a 50 la constante, mientras que otros (Gerard de Vaucouleurs y
van den Bergh) alcanzan valores de 100. En 1990 se pone en órbita
el telescopio espacial Hubble para poder observar cefeidas en galaxias
más lejanas.
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1994: Wendy Freedman (Carnegie Observatories) y un equipo
internacional de astrónomos determina que la distancia a las cefeidas
de la galaxia M100 es de unos 56 millones de años luz, con lo que
la constante de Hubble sería de unos 80 km/sec/mpc.
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1994-1999: El equipo de Freedman propone determinar la distancia
a galaxias lejanas basándose en la constancia en el brillo máximo
de las supernovas de tipo Ia. Sandage obtiene valores de 57 y 59.
1999: El equipo de Freedman, Mould, y Kennicutt (Hubble
Space Telescope Key Project) consigue precisar el valor de la constante
de Hubble con un margen de error de sólo el 10%. El valor obtenido
es de 70 km/sec/mpc.
Descubrimiento
de la radiación de fondo infrarroja: