Ez a grafikon szemlélteti a Cepheid periódus-fényviszonyokat, amelyeket a tudósok használnak az univerzum méretének, életkorának és terjedési sebességének kiszámításához. Hitel: NASA / JPL-Caltech / Carnegie
Mennyire gyorsan bővül univerzumunk? Az évtizedek folyamán különböző becsléseket alkalmaztak és heves viták folytak ezekről a közelítésekről, ám a Spitzer Űrtávcsőből származó adatok már a Hubble-állandó, vagyis a mi univerzumunk széthúzódásának sebességét még pontosabban mérik. Az eredmény? Az Univerzum egy kicsit nagyobb lesz, mint azt korábban gondoltuk.
A Hubble-állandó újonnan finomított értéke 74,3 plusz vagy mínusz 2,1 km / s / megaparsec.
A legkorábbi becslés a Hubble Űrtávcsőből származó tanulmányból származik, 74,2-nél, plusz vagy mínusz 3,6 kilométer / másodperc / megaparsec. A megaparsec körülbelül 3 millió fényév.
Az új mérések elvégzéséhez a Spitzer tudósai a cephied változó csillagoknak nevezett pulzáló csillagokat nézték meg, kihasználva azt, hogy hosszú hullámhosszú infravörös fényben megfigyelhetők. Ezenkívül a megállapításokat a NASA Wilkinson mikrohullámú anizotrópiás szonda (WMAP) korábban közzétett adataival kombinálták a sötét energiáról. Az új meghatározás a bizonytalanságot 3 százalékra csökkenti, ami óriási ugrást mutat a pontosságban a kozmológiai mérések során - mondják a tudósok.
A WMAP megkapta a sötét energia független mérését, amelyről úgy gondolják, hogy harcot nyer a gravitáció ellen, és elválasztja az univerzum szövetét. Az erre a gyorsulásra alapozott kutatások a 2011. évi fizikai Nobel-díj kutatói számára szolgáltak.
A Hubble-állandó nevét a csillagász, Edwin P. Hubble-nak nevezték el, aki az 1920-as években lenyűgözte a világot azzal, hogy megerősítette világegyetemünk bővülését, mióta felrobbant és 13,7 milliárd évvel ezelőtt alakult ki. Az 1990-es évek végén a csillagászok rájöttek, hogy a terjeszkedés az idő múlásával felgyorsul, vagy felgyorsul. A tágulási sebesség meghatározása kritikus jelentőségű az univerzum életkorának és méretének megértéséhez.
"Ez egy hatalmas puzzle" - mondta az új tanulmány vezető szerzője, Wendy Freedman, a Pasadena-i Carnegie Tudományos Intézet Obszervatóriumainak. "Izgalmas, hogy a Spitzerrel képesek voltunk kezelni a kozmológia alapvető problémáit: a világegyetem pontos növekedési sebességét a jelenlegi időben, valamint egy másik szögből megmértük a sötét energia mennyiségét az univerzumban." Freedman vezette az úttörő Hubble Űrtávcső vizsgálatot, amely korábban a Hubble állandót mérte.
Glenn Wahlgren, a Spitzer programtudós, a NASA washingtoni székhelyén elmondta, hogy a cefeidek jobb nézete lehetővé teszi Spitzer számára, hogy javítsa a Hubble-állandó korábbi méréseit.
"Ezek a pulzáló csillagok létfontosságú lépcsőfokok abban, amit a csillagászok kozmikus távolságlépcsőnek neveznek: egy ismert távolságú objektumkészlet, amely a tárgyak távolodási sebességével kombinálva felfedi az univerzum tágulási sebességét" - mondta. Wahlgren.
A cefeidek kulcsfontosságúak a számításokhoz, mivel a Földtől való távolságuk könnyen mérhető. 1908-ban Henrietta Leavitt felfedezte ezeknek a csillagoknak az impulzusát olyan sebességgel, amely közvetlenül kapcsolódik a belső fényességükhöz.
Hogy elképzelje, miért fontos ez, képzeljen el valakit, aki gyaloghordozással távolodik tőled. Minél távolabb van a gyertya, annál inkább elhalványul. Látható fényereje feltárja a távolságot. Ugyanez az elv vonatkozik a cefeidekre is, a szokásos gyertyákra kozmoszunkban. Ha megmérjük, mennyire fényesek az ég, és összehasonlítjuk ezt az ismert fényerővel, mintha közel lenne, a csillagászok kiszámíthatják a Földtől való távolságot.
Spitzer 10 teheidet figyelt meg a saját Tejút-galaxisunkban és 80-at a közeli szomszédos galaxisban, a Nagy Magellán Felhő néven. Anélkül, hogy a kozmikus por megakadályozta volna nézeteiket, a Spitzer kutatócsoport pontosabban megkapta a csillagok látszólagos fényerejét és ezáltal távolságukat. Ezek az adatok nyitották meg utat a világegyetem bővülési sebességének új és továbbfejlesztett becsléséhez.
"Alig több mint egy évtizeddel ezelőtt a„ pontosság ”és a„ kozmológia ”szavak ugyanazon mondatban történő használata nem volt lehetséges, és a világegyetem méretét és korát nem tudták meg jobbnak, mint kétszeresét tenni. „Most néhány százalékos pontosságról beszélünk. Nagyon rendkívüli.
„A Spitzer megismétli a tudományát azon, amit megterveztek” - mondta Michael Werner, a NASA sugárhajtómű laboratóriumának tudósa. Werner a misszió korai koncepciójának kezdete óta dolgozik több mint 30 évvel ezelőtt. "Először is, Spitzer meglepte minket az úttörő képességével, hogy megvizsgáljuk az exoplanet légkörét" - mondta Werner. "És most, a misszió későbbi éveiben, értékes kozmológiai eszközré vált."
A tanulmány megjelenik az Astrophysical Journal-ban.
Papír az arXiv-ről: A Hubble állandó közepes infravörös kalibrálása
Forrás: JPL
