Astronomowie wyjaśnili tempo ekspansji wszechświata

Astronomowie wyjaśnili tempo ekspansji wszechświata
Astronomowie wyjaśnili tempo ekspansji wszechświata
Anonim

Korzystając z nowej metody szacowania odległości kosmicznych na podstawie pomiaru średniej jasności gwiazd w gigantycznych galaktykach eliptycznych, astronomowie uzyskali zaktualizowaną wartość tempa ekspansji lokalnego Wszechświata. Wyniki badania zostały opublikowane w The Astrophysical Journal.

Tempo ekspansji Wszechświata jest jednym z kluczowych parametrów kosmologii. Wraz ze wzrostem odległości od Ziemi zwiększa się ona pod wpływem działania ciemnej energii, której natura wciąż pozostaje tajemnicą. Współczynnik, który łączy odległość do dowolnego obiektu pozagalaktycznego z szybkością jego usunięcia, nazywa się stałą Hubble'a lub H0. Fizycznie jest to lokalne przyspieszenie wyrażone w kilometrach na sekundę na megaparsek.

Stała Hubble'a zawarta jest w podstawowych równaniach kosmologii opisujących ewolucję Wszechświata, problem jednak w tym, że pomiary wykonane różnymi metodami dają różne wartości tej wielkości.

Tradycyjnie naukowcy stosują dwie metody obliczeniowe do oszacowania tempa ekspansji Wszechświata: pierwsza opiera się na promieniowaniu reliktowym, a druga na przypadkowym pojawieniu się supernowych w odległych galaktykach. Według pierwszej metody wartość H0 jest w przybliżeniu równa 67,4, a według drugiej - 74. Oczywiście astronomowie są zaniepokojeni tą rozbieżnością i ciągle szukają nowych sposobów pomiaru stałej Hubble'a.

Nowa wartość H0 pojawiła się jako produkt uboczny przeglądu MASSIVE pobliskich galaktyk, w którym naukowcy wykorzystują teleskopy kosmiczne i naziemne do szczegółowego badania 100 najbardziej masywnych galaktyk w odległości około 100 megaparseków, czyli 330 milionów lat świetlnych od Ziemi..

Aby uzyskać H0, naukowcy z projektu MASSIVE zmierzyli wahania jasności powierzchniowej 63 gigantycznych galaktyk eliptycznych i określili odległość do każdej z nich w zależności od ich prędkości. Autorzy zauważają, że zaletą metody fluktuacji jasności powierzchniowej (SBF) jest to, że nie zależy ona od innych parametrów lub metod obserwacji i może zapewnić dokładniejsze oszacowanie odległości niż inne metody.

„Do mierzenia odległości do galaktyk tak odległych, jak 100 megaparseków, jest to fantastyczna metoda” – powiedział kierownik badań, profesor astronomii i fizyki Ma Chung-Pei Ma w komunikacie prasowym Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. jednorodny zbiór danych 63 galaktyk do badania H0 metodą SBF.”

Jedną z najnowszych jest technika wykorzystująca fluktuacje jasności powierzchni. Opiera się na fakcie, że gigantyczne galaktyki eliptyczne są bardzo stare, ze stałą populacją starych gwiazd, głównie czerwonych olbrzymów. Używając szerokokątnej kamery na Teleskopie Kosmicznym Hubble'a, naukowcy wykonali wysokiej rozdzielczości obrazy w podczerwieni każdej galaktyki i obliczyli, jak jasność każdego piksela na zdjęciu różni się od średniej jasności w podczerwieni dla całej galaktyki. Wiadomo, że im gładsze fluktuacje na całym obrazie, tym dalej galaktyka jest od nas. Po skorygowaniu o defekty, takie jak jasne obszary gwiazdotwórcze, autorzy uzyskali odległości do każdego z 63 obiektów.

W zeszłym roku naukowcy z grupy MASSIVE przetestowali już tę metodę, aby określić odległość do gigantycznej galaktyki eliptycznej NGC 1453 w południowej konstelacji Eridani. Wyniki nowych badań pozwoliły na obliczenie „lokalnej” wartości stałej Hubble'a dla dużej liczby galaktyk.

Było to 73,3 kilometra na sekundę na megaparsek, co jest bardzo zbliżone do wyników oszacowań supernowych typu Ia - metody uważanej za złoty standard w kosmologii. Oznacza to, że na każdy megaparsek – 3,3 miliona lat świetlnych, czyli trzy miliardy bilionów kilometrów – wszechświat rozszerza się z prędkością 73,3 kilometrów na sekundę.

Zalecana: