Źródło zdjęcia: Hubble
Astronomowie zbadali światło 11 nowych supernowych, aby pomóc w weryfikacji dowodów, że jakaś „ciemna energia” przyspiesza wszechświat. Mierząc ich względną jasność, mogą obliczyć, jak daleko są supernowe typu Ia. Te najnowsze dane zostały zebrane przez międzynarodowy zespół astronomów wykorzystujących teleskopy naziemne do zapewnienia celów uzupełniających dla Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Planowany jest nowy satelita o nazwie SuperNova / Acceleration Probe, który będzie w stanie odkryć tysiące supernowych i precyzyjnie śledzić ich wybuchy.
Unikalny zestaw 11 odległych supernowych typu Ia badany za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a rzuca nowe światło na ciemną energię, zgodnie z najnowszymi odkryciami Supernova Cosmology Project (SCP), opublikowanymi niedawno na stronie http://www.arxiv.org/abs / astro-ph / 0309368 i wkrótce pojawią się w Astrophysical Journal.
Krzywe świetlne i widma z 11 odległych supernowych stanowią „uderzająco piękny zestaw danych, największy taki zestaw zebrany wyłącznie z kosmosu”, mówi Saul Perlmutter, astrofizyk z Lawrence Berkeley National Laboratory i lider SCP. SCP to międzynarodowa współpraca naukowców ze Stanów Zjednoczonych, Szwecji, Francji, Wielkiej Brytanii, Chile, Japonii i Hiszpanii.
Supernowe typu Ia należą do najlepszych „standardowych świec astronomicznych”, tak podobnych, że ich jasność zapewnia wiarygodny miernik ich odległości, i tak jasne, że są widoczne w odległości miliardów lat świetlnych.
Nowe badania potwierdzają niezwykłe odkrycie ogłoszone przez Supernova Cosmology Project na początku 1998 r., Że ekspansja wszechświata przyspiesza z powodu tajemniczej energii, która przenika całą przestrzeń. Ustalenie to oparto na danych z ponad trzech tuzinów supernowych typu Ia, wszystkie z wyjątkiem jednego obserwowane z ziemi. Konkurująca grupa, High-Z Supernova Search Team, niezależnie ogłosiła uderzająco spójne wyniki, oparte na dodatkowych 14 supernowych, również obserwowanych głównie z ziemi.
Ponieważ atmosfera nie wpływa na teleskop kosmiczny Hubble'a (HST), jego zdjęcia supernowych są znacznie ostrzejsze i silniejsze oraz zapewniają znacznie lepsze pomiary jasności niż jest to możliwe z ziemi. Robert A. Knop, asystent profesora fizyki i astronomii na Uniwersytecie Vanderbilt w Nashville, Tenn., Kierował analizą danych Supernova Cosmology Project 11 supernowych badanych za pomocą HST i współautorem raportu Astrophysical Journal z 47 innymi członkami SCP.
„Dane HST zapewniają również silny test ekstynkcji galaktyki gospodarza”, mówi Knop, odnosząc się do obaw, że pomiary prawdziwej jasności supernowych mogą zostać zrzucone przez pył w odległych galaktykach, które mogłyby pochłonąć i rozproszyć ich światło. Ale pył spowodowałby również, że światło supernowej byłoby bardziej czerwone, podobnie jak nasze słońce wygląda na bardziej czerwone o zachodzie słońca z powodu pyłu w atmosferze. Ponieważ dane z kosmosu nie wykazują nietypowego zaczerwienienia wraz z odległością, Knop mówi, że supernowe „zdają test z lecącymi kolorami”.
„Ograniczanie takich niepewności jest kluczowe dla korzystania z supernowych? czy jakieś inne obserwacje astronomiczne? aby zbadać naturę wszechświata ”- mówi Ariel Goobar, członek SCP i profesor astrofizyki cząstek na Uniwersytecie Sztokholmskim w Szwecji. Test ekstynkcji, mówi Goobar, „eliminuje wszelkie obawy, że zwykły pył z galaktyki gospodarza może być źródłem stronniczości dla tych kosmologicznych wyników przy wysokich przesunięciach ku czerwieni”. (Zobacz Co to jest wyginięcie Host-Galaxy?)
Terminem tajemniczej „odpychającej grawitacji”, która napędza wszechświat do coraz szybszej ekspansji, jest ciemna energia. Nowe dane są w stanie dostarczyć znacznie dokładniejszych oszacowań względnej gęstości materii i ciemnej energii we wszechświecie: przy prostych założeniach 25 procent składu wszechświata jest materią wszystkich typów, a 75 procent to ciemna energia. Co więcej, nowe dane dostarczają dokładniejszej miary „sprężystości” ciemnej energii, nacisku, jaki wywiera ona na ekspansję wszechświata na jednostkę gęstości.
Czy wśród licznych prób wyjaśnienia natury ciemnej energii niektóre nowe pomiary są dozwolone? w tym stałą kosmologiczną pierwotnie zaproponowaną przez Alberta Einsteina? ale inne są wykluczone, w tym niektóre z najprostszych modeli teorii zwanych kwintesencją. (Zobacz, czym jest ciemna energia?)
Supernowe o wysokim przesunięciu ku czerwieni są najlepszym pojedynczym narzędziem do pomiaru właściwości ciemnej energii? i ostatecznie określając, czym jest ciemna energia. Jak pokazują badania supernowych z HST, najlepszym miejscem do badania supernowych o wysokim przesunięciu ku czerwieni jest teleskop w kosmosie, na który nie ma wpływu atmosfera.
Niemniej jednak „aby jak najlepiej wykorzystać teleskop w kosmosie, konieczne jest najlepsze wykorzystanie najlepszych teleskopów na ziemi”, mówi członek SCP Chris Lidman z European Southern Observatory.
Dla supernowych w niniejszym badaniu zespół SCP opracował strategię, w której Kosmiczny Teleskop Hubble'a mógłby szybko reagować na odkrycia dokonane z ziemi, pomimo potrzeby planowania HST z dużym wyprzedzeniem. Współpracując, SCP i Space Telescope Science Institute wdrożyły strategię, aby uzyskać doskonały efekt.
Obecne badanie, oparte na obserwacjach HST 11 supernowych, wskazuje drogę do badań następnej generacji supernowych: w przyszłości sonda SuperNova / Acceleration Probe lub satelita SNAP odkryje tysiące supernowych typu Ia i zmierzy ich widma oraz ich światło zakrzywia się od najwcześniejszych chwil, poprzez maksymalną jasność, aż ich światło zgasło.
Perlmutter SCP kieruje obecnie międzynarodową grupą współpracowników z Berkeley Lab, którzy opracowują SNAP przy wsparciu Biura Naukowego Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych. Być może najlepszy kandydat na poprawną teorię ciemnej energii zostanie zidentyfikowany wkrótce po rozpoczęciu działania SNAP. W rezultacie otworzy się świat nowej fizyki.
„Nowe ograniczenia dotyczące omega-m, omega-lambda i w z niezależnego zestawu jedenastu supernowych o wysokim przesunięciu ku czerwieni obserwowanych w HST” autorstwa Roberta A. Knopa i 47 innych (Supernova Cosmology Project) pojawią się w Astrophysical Czasopismo jest obecnie dostępne online pod adresem http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0309368.
Berkeley Lab to krajowe laboratorium Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych z siedzibą w Berkeley w Kalifornii. Prowadzi niesklasyfikowane badania naukowe i jest zarządzany przez University of California.
Oryginalne źródło: Berkeley News Release
