Тази графика илюстрира връзката между периода на светене на Цефеид, която учените използват за изчисляване на размера, възрастта и скоростта на разширяване на Вселената. Кредит: НАСА / JPL-Caltech / Карнеги
Колко бързо се разширява нашата Вселена? През десетилетията е имало различни оценки, използвани и разгорещени дебати за тези приближения, но сега данните от космическия телескоп „Шпицер“ дават най-точното измерване на константата на Хъбъл или скоростта, с която нашата Вселена се разтяга. Резултатът? Вселената става по-голяма малко по-бързо, отколкото се смяташе досега.
Наскоро прецизираната стойност за константата на Хъбъл е 74,3 плюс или минус 2,1 километра в секунда на мегапарсек.
Най-предишната оценка идва от проучване от космическия телескоп Хъбъл със скорост 74,2 плюс или минус 3,6 километра в секунда на мегапарсек. Мегапарсекът е приблизително 3 милиона светлинни години.
За да направят новите измервания, учените от Спитцер разглеждали пулсиращи звезди, наречени цефизирани променливи звезди, като се възползват от възможността да ги наблюдават в инфрачервена светлина с дължина на вълната. В допълнение, откритията бяха комбинирани с публикувани по-рано данни от Уилкинсън Микровълнова анизотропична сонда (WMAP) за тъмната енергия. Новата детерминация намалява несигурността до 3 процента, гигантски скок в точността на космологичните измервания, казват учените.
WMAP получи независимо измерване на тъмната енергия, за която се смята, че печели битка срещу гравитацията, раздробявайки тъканта на Вселената. Изследванията, базирани на това ускорение, спечелиха изследователите Нобеловата награда за физика за 2011 г.
Константата на Хъбъл е кръстена на астронома Едвин П. Хъбъл, който учуди света през 20-те години на миналия век, потвърждавайки, че нашата Вселена се разраства, тъй като е избухнала преди 13,7 милиарда години. В края на 90-те астрономите откриха, че разрастването се ускорява или ускорява с течение на времето. Определянето на скоростта на разширяване е от решаващо значение за разбирането на възрастта и размера на Вселената.
„Това е огромен пъзел“, казва водещият автор на новото проучване, Уенди Фрийдман от Обсерваториите на Карнеги Института за наука в Пасадена. „Вълнуващо е, че успяхме да използваме Спицър за справяне с основните проблеми в космологията: точната скорост, с която Вселената се разширява понастоящем, както и измерването на количеството тъмна енергия във Вселената от друг ъгъл.“ Фрийдман ръководи революционното изследване на космическия телескоп Хъбъл, което по-рано е измервало константата на Хъбъл.
Глен Уолгрен, учен от програмата на Шпицер в централата на НАСА във Вашингтон, заяви, че по-добрите гледки на цефеидите са позволили на Спитцер да се подобри при предишни измервания на константата на Хъбъл.
„Тези пулсиращи звезди са жизненоважни стъпки в това, което астрономите наричат стълбата на космическото разстояние: набор от обекти с известни разстояния, които в комбинация със скоростите, с които обектите се отдалечават от нас, разкриват скоростта на разширяване на Вселената“, каза Wahlgren.
Цефеидите са от решаващо значение за изчисленията, тъй като разстоянията им от Земята могат лесно да бъдат измерени. През 1908 г. Хенриета Левит открива тези звезди да пулсират със скорост, пряко свързана с тяхната вътрешна яркост.
За да визуализирате защо това е важно, представете си някой да се отдалечи от вас, докато носи свещ. Колкото по-далече е пътувала свещта, толкова повече ще затъмнява. Явната му яркост щеше да разкрие разстоянието. Същият принцип важи за цефеидите, стандартните свещи в нашия космос. Чрез измерване колко ярко изглеждат на небето и сравнявайки това с познатата им яркост, сякаш са наблизо, астрономите могат да изчислят разстоянието си от Земята.
Спицер наблюдава 10 цефеиди в нашата собствена галактика Млечен път и 80 в близката съседна галактика, наречена Големият Магеланов облак. Без космическият прах да блокира гледката им, изследователският екип на Spitzer успя да получи по-прецизни измервания на видимата яркост на звездите и по този начин техните разстояния. Тези данни отвориха пътя за нова и подобрена оценка на скоростта на разширяване на нашата Вселена.
„Преди малко повече от десетилетие използването на думите„ прецизност “и„ космология “в едно и също изречение не беше възможно и размерът и възрастта на Вселената не бяха известни по-добре от коефициент два“, каза Фрийдман. „Сега говорим за точност от няколко процента. Това е доста необикновено. "
„Спайцър отново се занимава с наука отвъд това, което е проектирано да прави“, казва ученият по проекта Майкъл Вернер в лабораторията за реактивни двигатели на НАСА. Вернер работи над мисията от ранната фаза на концепцията си преди повече от 30 години. „Първо, Спицер ни изненада с пионерската си способност да изучава екзопланетните атмосфери,“ каза Вернер, „и сега, в следващите години на мисията, тя се превърна в ценен инструмент за космология.“
Изследването се появява в Astrophysical Journal.
Хартия на arXiv: Калибриране в средна инфрачервена връзка на константата на Хъбъл
Източник: JPL
