Почти всяко едно астрономическо измерване зависи от константата на Хъбъл - число, което изчислява разширяването на Вселената. Това потвърждава, че Вселената все още е на възраст между 12 и 14 милиарда години.
Критично важно число, което определя скоростта на разширяване на Вселената, така наречената константа на Хъбъл, е независимо определена с помощта на рентгеновата обсерватория Чандра на НАСА. Тази нова стойност съответства на последните измервания с помощта на други методи и разширява тяхната валидност до по-големи разстояния, като по този начин позволява на астрономите да изследват по-ранни епохи в еволюцията на Вселената.
„Причината този резултат е толкова значима е, че се нуждаем от константата на Хъбъл, за да ни каже размера на Вселената, нейната възраст и колко материя съдържа“, казва Макс Бонаменте от Центъра за космически полети на Маршал (MSFC) на НАСА в Хънтсвил, Ала., Водещ автор на документа, описващ резултатите. „Астрономите абсолютно трябва да се доверят на това число, защото го използваме за безброй изчисления.“
Константата на Хъбъл се изчислява чрез измерване на скоростта, с която обектите се отдалечават от нас и разделяне на тяхното разстояние. Повечето от предишните опити за определяне на константата на Хъбъл са участвали, като се използва многостъпален или дистанционен стълб, при който разстоянието до близките галактики се използва като основа за определяне на по-големи разстояния.
Най-често срещаният подход е да се използва добре проучен тип пулсираща звезда, известна като променлива Цефеид, във връзка с по-далечни свръхнови, за да се проследят разстоянията във Вселената. Учените, използващи този метод и наблюдения от космическия телескоп Хъбъл, успяха да измерят константата на Хъбъл до 10%. Само че независимите проверки биха им дали увереността, която желаят, като се има предвид, че голяма част от нашето разбиране за Вселената виси в баланса.
Комбинирайки рентгенови данни от Чандра с радио наблюдения на галактически клъстери, екипът определи разстоянията до 38 галактически клъстера, вариращи от 1,4 милиарда до 9,3 милиарда светлинни години от Земята. Тези резултати не разчитат на традиционната стълбица на разстояние. Бонаменте и неговите колеги установяват, че константата на Хъбъл е 77 километра в секунда на мегапарсек (мегапарсек е равен на 3,26 милиона светлинни години), с несигурност от около 15%.
Този резултат съответства на стойностите, определени с помощта на други техники. По-рано константата на Хъбъл е била 72, дават или отнемат 8 километра в секунда на килопарсек въз основа на наблюденията на космическия телескоп на Хъбъл. Новият резултат от Чандра е важен, защото предлага независимото потвърждение, че учените са търсили и определят възрастта на Вселената между 12 и 14 милиарда години.
„Тези нови резултати са напълно независими от всички предишни методи за измерване на константата на Хъбъл“, заяви членът на екипа Маршал Джой, също от MSFC.
Астрономите използваха феномен, известен като ефекта Суняев-Зелдович, при който фотоните в космическия микровълнов фон (CMB) взаимодействат с електрони в горещия газ, който прониква в огромните галактически клъстери. Фотоните придобиват енергия от това взаимодействие, което изкривява сигнала от микровълновия фон в посока на клъстерите. Големината на това изкривяване зависи от плътността и температурата на горещите електрони и физическия размер на клъстера. Използвайки радио телескопи за измерване на изкривяването на фона на микровълновата и Чандра за измерване на свойствата на горещия газ, може да се определи физическият размер на клъстера. От този физически размер и просто измерване на ъгъла, подложен на клъстера, правилата на геометрията могат да бъдат използвани за извличане на разстоянието му. Константата на Хъбъл се определя чрез разделяне на предварително измерените скорости на клъстера на тези новополучени разстояния.
Този проект беше подкрепен от дизайнера на огледалото за телескопи на Чандра, Леон Ван Спейброк, който почина през 2002 г. Основата бе поставена, когато членовете на екипа Джон Карлстром (Чикагския университет) и Маршал Джой получиха внимателни радиоизмервания на изкривяванията в радиацията на CMB с помощта на радио телескопи в масива Беркли-Илинойс-Мериленд и радио обсерваторията на Калтех Оуенс Вали. За да се измери точните рентгенови свойства на газа в тези далечни клъстери, беше необходим космически рентгенов телескоп с резолюция и чувствителност на Чандра.
„Беше една от целите на Леон да видя този проект да се случи и ме кара да се гордея с това, че това се реализира“, заяви ученът на Chandra Project Мартин Вайскопф от MSFC.
Резултатите са описани в документ, излязъл в брой от 10 август на The Astrophysical Journal. MSFC управлява програмата „Чандра“ за дирекция „Научна мисия“ на агенцията. Смитсоновската астрофизична обсерватория контролира науката и полетните операции от рентгенологичния център Чандра, Кеймбридж, Масачузетс.
Оригинален източник: Chandra News Release
