Entre el 2003 i el 2021, aquesta col·lecció d’imatges del telescopi espacial Hubble de la NASA/ESA presenta galàxies que són amfitrions tant de variables cefeides com de supernoves. Aquests dos fenòmens celestes són eines crucials utilitzades pels astrònoms per determinar la distància astronòmica i s’han utilitzat per perfeccionar la nostra mesura de la constant de Hubble, la taxa d’expansió de l’Univers.
Cadascuna de les imatges d’aquesta col·lecció especial presenta una galàxia espiral que allotja tant variables cefeides com una classe especial de supernoves, dos fenòmens estel·lars notables que, aparentment, no tenen gaire en comú: les variables cefeides són estrelles pulsadores que s’il·luminen regularment i Les supernoves tènues i de tipus Ia són les explosions catastròfiques que marquen la mort d’una estrella nana blanca calenta i densa. No obstant això, tots dos poden ser utilitzats pels astrònoms per mesurar la distància a un objecte astronòmic.
Establir la distància d’un cos celeste és un repte enorme per als astrònoms; pot ser difícil distingir entre els objectes que són tènues i relativament propers a la Terra i els que són brillants i distants. Per ajudar a superar aquest repte, els astrònoms han desenvolupat el que es coneix com l’escala de distància còsmica, una sèrie de mètodes per determinar la distància, organitzats per les distàncies relatives que poden mesurar. Dos passos importants en aquesta escala són les variables cefeides i les supernoves: les variables cefeides perquè el període amb què polsegen es pot utilitzar per calcular la seva distància; i supernoves perquè cada explosió de supernova de tipus Ia arriba a la mateixa lluminositat coneguda, el que significa que la seva brillantor vista des de la Terra es pot utilitzar per derivar la seva distància. Totes les galàxies presentades en aquesta col·lecció allotgen variables cefeides i s’han produït almenys una explosió de supernova de tipus Ia en els darrers 40 anys. Una de les galàxies, NGC 2525fins i tot contenia una supernova que va ser capturada en temps real en a timelapse notable.
Fins i tot abans del seu llançament, un dels principals objectius científics de Hubble era observar les variables cefeides i les supernoves. Aquestes observacions poden ajudar a mesurar la taxa d’expansió de l’Univers, un valor que els astrònoms anomenen constant de Hubble. Generacions d’astrònoms han perfeccionat aquest valor durant gairebé 30 anys utilitzant dades de més de 1.000 hores de temps del Hubble. Més recentment, un equip d’astrònoms anomenat SH0ES va utilitzar observacions de totes les supernoves vistes per Hubble en els darrers 40 anys, incloses les de les galàxies que es mostren aquí, per determinar el valor de la constant de Hubble com a 73,04 ± 1:04 kms-1 Mpc. -1.
“Per això es va construir el telescopi espacial Hubble. Esteu obtenint la mesura estàndard per a l’Univers del patró or dels telescopis,“, va dir el Noble Laureat Adam Riess de la Universitat Johns Hopkins de Baltimore, Maryland, que dirigeix l’equip SH0ES. “Aquesta és l’obra màgica de Hubble.”
Curiosament, la taxa d’expansió determinada a partir de les dades d’observació dels telescopis és significativament diferent del valor previst pel nostre model cosmològic estàndard actual de l’Univers. La riquesa de les dades del Hubble significa que és molt poc probable que això hagi passat per una selecció casual d’observacions enganyoses.
L’àmplia col·lecció de galàxies variables de cefeides i que allotgen supernoves observades per Hubble es van escollir en sis propostes diferents per observar el temps amb el telescopi. Tot i que aquestes propostes formaven part de la recerca d’una dècada de Hubble per mesurar amb precisió la taxa d’expansió de l’Univers, les observacions també van produir una sèrie de bells retrats galàctics, com els de NGC 5643, NGC 7329, NGC 105 i NGC 3254. Altres s’han presentat anteriorment a Hubble Pictures of the Week i altres llançaments, inclòs NGC 691, NGC 1559, NGC 2525, NGC 2608 i NGC 3147.
