Biorąc pod uwagę znaczenie supernowych typu 1a jako standardowych świec, które pokazują, że ekspansja wszechświata faktycznie przyspiesza - potrzebujemy wysokiego poziomu pewności, że te świece naprawdę są standardowe.
Artykuł opublikowany na Arxivie, z listą autorów czytających jak Kto jest kim w kosmologii, z uwzględnieniem wszystkich trzech zwycięzców tegorocznej Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki, szczegółowo przedstawia analizę ultrafioletową (UV) czterech supernowych typu 1a, z których trzy reprezentują znaczące odstępstwa od standardowej krzywej światła oczekiwanej dla supernowych typu 1a.
Pewna różnorodność w emisji UV została już ustalona na podstawie obserwacji odległych supernowych typu 1a z dużym przesunięciem ku czerwieni, ponieważ ich promieniowanie UV jest przenoszone na światło optyczne i dlatego można je obserwować w atmosferze. Jednak, aby uzyskać szczegółowe obserwacje w UV, musisz przyjrzeć się bliższym, mniej przesuniętym na czerwono supernowym typu 1a, a zatem potrzebujesz teleskopów kosmicznych. Ci badacze wykorzystali dane zebrane przez ACS (Advanced Camera for Surveys) w Kosmicznym Teleskopie Hubble'a.
Badanymi supernowymi były SN 2004dt, SN 2004ef, SN 2005M i SN 2005cf. SN 2005cf jest uważany za „złoty standard” supernowych typu 1a - podczas gdy pozostałe trzy wykazują znaczne odchylenie od standardowej krzywej światła UV, mimo że ich optyczne natężenie światła wygląda normalnie.
Naukowcy przyjrzeli się również nieco większemu zestawowi danych obserwacyjnych supernowych UV wykonanych przez statek kosmiczny Swift - który również wykazał podobną różnorodność w świetle UV, co nie było widoczne w świetle optycznym.
Jest to trochę niepokojące, ponieważ zestaw danych supernowych, z którego wnioskujemy, że wszechświat się rozszerza, jest w dużej mierze oparty na obserwacjach w świetle optycznym, które w przeciwieństwie do UV, mogą przedostać się przez atmosferę i zostać zebrane przez naziemne teleskopy.
Niemniej jednak, jeśli myślisz, że trzy wartości odstające to niewiele, to masz rację. Celem artykułu jest wskazanie, że istnieją niewielkie rozbieżności w bieżącym zbiorze danych, na podstawie którego zbudowaliśmy nasz obecny model wszechświata. Mięsień akademicki, który koncentruje się na tym pozornie drobnym problemie, jest pewną wskazówką dotyczącą znaczenia wyodrębnienia i scharakteryzowania natury takich rozbieżności, abyśmy mogli nadal mieć zaufanie do standardowego zestawu danych o świecach supernowych typu 1a - lub nie.
Naukowcy potwierdzają, że nadmiar UV - niewidoczny w SN 2005cf, ale obserwowany w różnym stopniu w pozostałych trzech supernowych typu 1a - z najbardziej wyraźną różnicą obserwowaną w SN 2004dt - stanowi problem, nawet jeśli nie jest on ogromny problem.
Jako standardowe świece supernowe typu 1a (lub SNe1a) są kluczem do określenia odległości ich galaktyk żywicielskich. Ale jednym z kluczowych czynników przy określaniu ich absolutnej jasności jest zaczerwienienie spowodowane przez pył w galaktyce gospodarza. Wyższy niż oczekiwany strumień UV w niektórych SNe1a może prowadzić do niedoszacowania tego normalnego efektu zaczerwienienia, który przyciemnia światło widzialne gwiazdy niezależnie od jej odległości. Taki nietypowy SNe1a byłby wtedy wychwytywany w naziemnych badaniach nieba SNe1a jako wprowadzający w błąd przygaszony - a ich galaktyki-gospodarze zostałyby określone jako znajdujące się dalej od nas, niż są w rzeczywistości.
Naukowcy nazywają to inne możliwy błąd systematyczny w ramach bieżących obliczeń natury wszechświata opartych na SNe1a - te inne możliwe błędy systemowe, w tym metaliczność samych supernowych, a także rozmiar, gęstość i chemia ich galaktyki gospodarza.
Kluczowym pytaniem, które należy teraz postawić, jest to, jaka część całkowitej populacji SNe1a we wszechświecie może mieć tak wysoki strumień UV. Aby odpowiedzieć, będziemy musieli uzyskać więcej danych z teleskopu kosmicznego.
Dalsza lektura:
Wang i in. Dowody na różnorodność supernowych typu Ia z obserwacji ultrafioletowych za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a.
