Tento graf ilustruje vztah Cepheidovy doby a jasu, který vědci používají k výpočtu velikosti, věku a míry expanze vesmíru. Kredit: NASA / JPL-Caltech / Carnegie
Jak rychle se náš vesmír rozšiřuje? Během těchto desetiletí se v těchto aproximacích používaly různé odhady a žhavé debaty, ale nyní data z kosmického dalekohledu Spitzer poskytla nejpřesnější měření Hubbleovy konstanty nebo rychlosti, jakou se náš vesmír rozpíná. Výsledek? Vesmír se zvětšuje o něco rychleji, než se dříve myslelo.
Nově upravená hodnota pro Hubbleovu konstantu je 74,3 plus nebo mínus 2,1 km za sekundu na megaparsec.
Nejnovější odhad byl proveden ze studie z Hubbleova kosmického dalekohledu rychlostí 74,2 plus nebo mínus 3,6 km / s za megaparsec. Megaparsec je zhruba 3 miliony světelných let.
Při provádění nových měření se vědci Spitzeru dívali na pulzující hvězdy zvané cefované proměnné hvězdy a využívali je, že je mohli pozorovat v infračerveném světle s dlouhou vlnovou délkou. Kromě toho byla tato zjištění kombinována s dříve publikovanými daty z NASA Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) o temné energii. Nové odhodlání snižuje nejistotu na 3 procenta, což je obrovský skok v přesnosti kosmologických měření.
WMAP získal nezávislé měření temné energie, o které se předpokládá, že vyhrává bitvu proti gravitaci a táhne strukturu vesmíru od sebe. Výzkum založený na tomto zrychlení získal vědce na Nobelově ceně za rok 2011 ve fyzice.
Hubbleova konstanta je pojmenována po astronomovi Edwinovi P. Hubbleovi, který ohromil svět ve dvacátých letech tím, že potvrdil, že se náš vesmír rozšiřuje od doby, kdy explodoval na bytí před 13,7 miliardami let. Na konci 90. let astronomové zjistili, že se expanze v průběhu času zrychluje nebo zrychluje. Určení míry expanze je rozhodující pro pochopení věku a velikosti vesmíru.
"Je to obrovská hádanka," uvedl hlavní autor nové studie Wendy Freedman z observatoří Carnegieho ústavu pro vědu v Pasadeně. "Je vzrušující, že jsme byli schopni použít Spitzer k řešení základních problémů v kosmologii: přesná rychlost, jakou se vesmír v současném čase rozšiřuje, a také měření množství temné energie ve vesmíru z jiného úhlu." Freedman vedl průkopnickou studii Hubbleova kosmického dalekohledu, která dříve měřila Hubbleovu konstantu.
Glenn Wahlgren, programový vědec Spitzeru v ústředí NASA ve Washingtonu, řekl, že lepší pohledy na cefeidy umožnily Spitzeru zlepšit minulá měření Hubbleovy konstanty.
"Tyto pulzující hvězdy jsou životně důležitými příčkami toho, co astronomové nazývají žebříkem kosmických vzdáleností: množina objektů se známými vzdálenostmi, které v kombinaci s rychlostmi, kterými se objekty od nás odvíjejí, odhalují rychlost expanze vesmíru," řekl Wahlgren.
Cefeidy jsou pro výpočty zásadní, protože jejich vzdálenosti od Země lze snadno měřit. V roce 1908 objevila Henrietta Leavitt tyto hvězdy pulsující rychlostí přímo související s jejich přirozeným jasem.
Chcete-li si představit, proč je to důležité, představte si někoho, kdo od vás odchází, zatímco nosí svíčku. Čím dál svíčka cestovala, tím více by tlumila. Jeho zjevný jas odhalil vzdálenost. Stejný princip platí pro cefeidy, standardní svíčky v našem vesmíru. Měřením toho, jak jasně se na obloze objevují, a porovnáním s jejich známým jasem, jako by byli blízko, mohou astronomové vypočítat jejich vzdálenost od Země.
Spitzer pozoroval 10 cefeidů v naší vlastní Mléčné dráze a 80 v blízké sousední galaxii zvané Velký Magellanův mrak. Výzkumný tým Spitzeru dokázal bez přesnějšího měření jasného jasu hvězd, a tím i jejich vzdáleností, zabránit tomu, aby nebránil výhledu na vesmírný prach. Tato data otevřela cestu pro nový a vylepšený odhad míry expanze našeho vesmíru.
"Před více než deseti lety nebylo použití slov" přesnost "a" kosmologie "ve stejné větě možné a velikost a věk vesmíru nebyly známy lépe než dva," řekl Freedman. "Nyní mluvíme o přesnosti několika procent." Je to docela výjimečné. “
"Spitzer opět vede vědu nad rámec toho, co byl navržen tak," řekl projektový vědec Michael Werner z Jet Propulsion Laboratory NASA. Werner pracoval na misi od své počáteční fáze koncepce před více než 30 lety. "Za prvé, Spitzer nás překvapil svou průkopnickou schopností studovat exoplanetové atmosféry," řekl Werner, "a nyní se v dalších letech mise stal cenným kosmologickým nástrojem."
Studie se objevuje v Astrophysical Journal.
Papír na arXiv: Střední infračervená kalibrace Hubbleovy konstanty
Zdroj: JPL
