Szinte minden csillagászati mérés a Hubble-állandótól függ, egy számtól, amely kiszámítja az univerzum tágulását. Ez megerősíti, hogy az Univerzum még mindig 12 és 14 milliárd éves.
Egy kritikusan fontos számot, amely meghatározza az univerzum tágulási sebességét, az úgynevezett Hubble-állandót, a NASA Chandra X-ray Observatory segítségével határozta meg egymástól függetlenül. Ez az új érték megegyezik a közelmúltban más módszerekkel végzett mérésekkel, és érvényességüket nagyobb távolságokra is kiterjeszti, lehetővé téve ezzel a csillagászoknak, hogy megtapasztalják az Univerzum fejlődésének korábbi kországait.
"Ennek az eredménynek olyan jelentős oka, hogy szükségünk van a Hubble-állandóra, hogy megmondja nekünk az univerzum méretét, korát és az anyag mennyiségét." - mondta Max Bonamente a NASA Huntsville-i Marshall űrrepülési központjából (MSFC), Ala., Vezető szerző az eredményeket leíró papíron. "A csillagászoknak feltétlenül megbízniuk kell ebben a számban, mert számtalan számításhoz használjuk."
A Hubble-állandót úgy számoljuk, hogy megmérjük a sebességet, amellyel az objektumok elmozdulnak tőlünk, és osztjuk a távolsággal. A Hubble-állandó meghatározására szolgáló korábbi kísérletek többsége többlépcsős vagy távolságlétrát alkalmaztunk, amelyben a távolság a közeli galaxisokra támaszkodik a nagyobb távolságok meghatározásának alapjául.
A leggyakoribb megközelítés az, hogy egy jól megvizsgált típusú pulzáló csillagot, azaz egy Cepheid változót használtak, egy távolabbi szupernóvákkal együtt az Univerzum közötti távolságok követésére. Az ezt a módszert alkalmazó tudósok és a Hubble Űrtávcső megfigyelései képesek voltak megmérni a Hubble-állandót 10% -on belül. Csak független ellenőrzések adnák számukra a kívánt bizalmat, figyelembe véve, hogy az Univerzummal kapcsolatos megértésünk nagy része függ az egyensúlyban.
A Chandra röntgenadatainak és a galaxiscsoportok rádiós megfigyeléseinek kombinálásával a csoport 38 galaxiscsoporthoz viszonyított távolságot határozta meg, a Földtől 1,4 milliárd és 9,3 milliárd fényév közötti távolságra. Ezek az eredmények nem támaszkodnak a hagyományos távolságlépcsőkre. Bonamente és kollégái szerint a Hubble-állandó másodpercenként 77 kilométer / megaparsec (egy megaparsec egyenlő 3,26 millió fényévvel), körülbelül 15% -os bizonytalansággal.
Ez az eredmény megegyezik a más technikákkal meghatározott értékekkel. A Hubble-állandó korábban a Hubble űrteleszkóp-megfigyelések alapján 72 kilométer / másodperc / perc vagy 8 kilométer / másodperc volt. Az új Chandra-eredmény fontos, mivel független igazolást nyújt arról, hogy a tudósok keresették és rögzítették az univerzum életkorát 12 és 14 milliárd év között.
"Ezek az új eredmények teljesen függetlenek a Hubble-állandó mérésének korábbi módszereitől" - mondta Marshall Joy, az MSFC csoport tagja.
A csillagászok a Sunyaev-Zeldovich effektus néven ismert jelenséget használják, ahol a kozmikus mikrohullámú háttér (CMB) fotonjai kölcsönhatásba lépnek a forró gáz elektronjaival, amely áthatol a hatalmas galaxiscsoportokon. A fotonok ebből az interakcióból energiát szereznek, amely torzítja a jelet a mikrohullámú háttérből a klaszterek irányában. Ennek a torzításnak a mértéke a forró elektronok sűrűségétől és hőmérsékletétől, valamint a klaszter fizikai méretétől függ. Rádiótávcsövekkel a mikrohullámú háttér torzulásának és a forró gáz tulajdonságainak mérésére a Chandra segítségével meghatározható a klaszter fizikai mérete. Ebből a fizikai méretből és a klaszter által elvégzett egyszerű szögmérésből a geometria szabályai felhasználhatók a távolság meghatározására. A Hubble-állandót úgy határozhatjuk meg, hogy elosztjuk a korábban mért klasztersebességeket ezekkel az újonnan származtatott távolságokkal.
Ezt a projektet Chandra távcső tükörtervezője, Leon Van Speybroeck támogatta, aki 2002-ben elhunyt. Az alapot akkor állították le, amikor a csapat tagjai John Carlstrom (Chicagói Egyetem) és Marshall Joy rádió segítségével gondos rádiós méréseket végeztek a CMB sugárzás torzításairól távcsövek a Berkeley-Illinois-Maryland Array-ben és a Caltech Owens Valley Rádiómegfigyelőben. A távoli klaszterekben a gáz pontos röntgen tulajdonságainak méréséhez egy Chandra felbontású és érzékenységű, tér alapú röntgen távcsőre volt szükség.
"Leon egyik célja volt, hogy ez a projekt megtörténjen, és nagyon büszke vagyok rá, hogy ez megvalósult" - mondta Martin Weisskopf, a Chandra projekt tudósát, az MSFC-t.
Az eredményeket egy cikk írja le, amely az Astrophysical Journal augusztus 10-i számában jelent meg. Az MSFC irányítja a Chandra programot az ügynökség Tudományos Misszió Igazgatósága számára. A Smithsonian Astrophysical Observatory irányítja a tudományt és a repülési műveleteket a Chandra Röntgenközpontban, Cambridge, Mass.
Eredeti forrás: Chandra sajtóközlemény
