Astronomowie obliczyli ostatnio odległość do stosunkowo pobliskiej galaktyki M33 (znanej również jako Galaktyka Trójkąta) jako o około 15% dalej niż wcześniej szacowano. Ten pomiar oznacza, że stała Hubble'a - której astronomowie używają do pomiaru odległości we Wszechświecie - również może być wyłączona. Wszechświat może być o 15% większy niż wcześniej sądzono.
Ta międzygalaktyczna podróż do Triangulum potrwa nieco dłużej niż planowałeś.
Astronom z Uniwersytetu Stanowego w Ohio i jego koledzy ustalili, że Galaktyka Trójkąta, inaczej znana jako M33, faktycznie znajduje się około 15 procent dalej od naszej galaktyki niż wcześniej zmierzono.
Odkrycie to sugeruje, że stała Hubble'a, liczba, na której astronomowie polegają przy obliczaniu szeregu czynników - w tym wielkości i wieku wszechświata - mogłaby również znacznie odbiegać od normy.
Oznacza to, że wszechświat może być o 15 procent większy i 15 procent starszy niż jakiekolwiek sugerowane wcześniejsze obliczenia.
Astronomowie doszli do tego wniosku po wynalezieniu nowej metody obliczania odległości międzygalaktycznych, która jest bardziej precyzyjna i znacznie prostsza niż standardowe metody. Kris Stanek, profesor astronomii w Ohio State, i jego współautorzy opisują tę metodę w artykule, który pojawi się w Astrophysical Journal (astro-ph / 0606279).
W 1929 roku Edwin Hubble sformułował kosmologiczne prawo odległości, które określa stałą Hubble'a. Przez lata naukowcy nie zgadzali się co do dokładnej wartości stałej, ale obecna wartość jest akceptowana od lat 50. XX wieku. Od tego czasu astronomowie odkryli inne parametry kosmologiczne, ale stała Hubble'a i powiązane z nią metody obliczania odległości nie uległy zmianie.
„Stała Hubble'a była kiedyś jedynym parametrem, który znaliśmy całkiem dobrze, a teraz pozostaje w tyle. Teraz znamy pewne rzeczy o wiele lepiej niż znamy stałą Hubble'a - powiedział Stanek. „Dziesięć lat temu nawet nie wiedzieliśmy, że istnieje ciemna energia. Teraz wiemy, ile jest ciemnej energii - lepiej niż znamy stałą Hubble'a, która istnieje od prawie 80 lat. ”
Mimo to Stanek powiedział, że on i jego koledzy nie rozpoczęli tej pracy, aby zmienić wartość stałej Hubble'a. Chcieli po prostu znaleźć prostszy sposób obliczania odległości.
Aby obliczyć odległość do odległej galaktyki za pomocą stałej Hubble'a, astronomowie muszą przejść przez kilka złożonych kroków powiązanych równań i uwzględnić odległości do bliższych obiektów, takich jak Wielki Obłok Magellana.
„Na każdym kroku gromadzisz błędy” - powiedział Stanek. „Chcieliśmy niezależnej miary odległości - jednego kroku, który pewnego dnia pomoże w pomiarze ciemnej energii i innych rzeczy”.
Opracowanie nowej metody zajęło 10 lat. Przebadali M33 w zakresie długości fal optycznych i podczerwonych, sprawdzając i ponownie sprawdzając pomiary, które zwykle uważa się za pewnik. Korzystali z teleskopów wszystkich rozmiarów, od dość małych teleskopów 1-metrowych po największe na świecie - 10-metrowe teleskopy w Obserwatorium Keck na Hawajach.
„Technologicznie musieliśmy być na czele, aby ta praca działała, ale podstawowa idea jest bardzo prosta” - powiedział.
Badali dwie najjaśniejsze gwiazdy w M33, które są częścią układu podwójnego, co oznacza, że gwiazdy krążą wokół siebie. Jak widać z Ziemi, jedna gwiazda przyćmiewa drugą co pięć dni.
Zmierzyli masę gwiazd, która powiedziała im, jak jasne byłyby te gwiazdy, gdyby były w pobliżu. Ale gwiazdy faktycznie wydają się ciemniejsze, ponieważ są daleko. Różnica między jasnością wewnętrzną a jasnością pozorną powiedziała im, jak daleko są gwiazdy - w jednym obliczeniu.
Ku ich zaskoczeniu odległość była o 15 procent większa niż się spodziewali: w odległości około 3 milionów lat świetlnych, zamiast 2,6 miliona lat świetlnych, jak określa stała Hubble'a.
Jeśli ten nowy pomiar odległości jest prawidłowy, wówczas prawdziwa wartość stałej Hubble'a może być o 15 procent mniejsza - a wszechświat może być o 15 procent większy i starszy - niż wcześniej sądzono.
„Nasz margines błędu wynosi obecnie 6 procent, co w rzeczywistości jest całkiem niezłe” - powiedział Stanek. Następnie mogą wykonać te same obliczenia dla innego układu gwiezdnego w M33, aby jeszcze bardziej zmniejszyć swój błąd, lub mogą spojrzeć na pobliską galaktykę Andromedy. Powiedział, że poszukiwane przez nich systemy binarne są stosunkowo rzadkie, a uzyskanie wszystkich niezbędnych pomiarów w celu powtórzenia obliczeń prawdopodobnie potrwa co najmniej dwa lata.
Współautorami Stanka na papierze są Alceste Bonanos z Carnegie Institute of Washington, Rolf-Peter Kudritzki z University of Hawaii i Lucas Macri z National Optical Astronomy Observatory, a także astronomowie z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Copernicus Astronomical Centrum w Polsce, Herzberg Institute of Astrophysics w Kanadzie, Liverpool John Moores University w Wielkiej Brytanii i Astronomical Institute of University of Erlangen-Nuremberg w Niemczech.
Ta praca została sfinansowana przez NASA i National Science Foundation.
Oryginalne źródło: Ohio State University
