Téměř každé jedno astronomické měření závisí na Hubbleově konstantě, čísle, které počítá expanzi vesmíru. To potvrzuje, že vesmír je stále mezi 12 a 14 miliardami let.
Kriticky důležité číslo, které určuje rychlost expanze vesmíru, takzvanou Hubbleovu konstantu, bylo nezávisle určeno pomocí rentgenové observatoře Chandra NASA. Tato nová hodnota odpovídá nedávným měřením pomocí jiných metod a rozšiřuje jejich platnost na větší vzdálenosti, což umožňuje astronomům snímat dřívější epochy ve vývoji vesmíru.
"Důvod, proč je tento výsledek tak významný, je ten, že potřebujeme Hubbleovu konstantu, abychom nám řekli velikost vesmíru, jeho věk a množství hmoty, kterou obsahuje," řekl Max Bonamente z Marshall Space Flight Center (MSFC) NASA v Huntsville, Ala., Hlavní autor na papíře popisující výsledky. "Astronomové absolutně potřebují tomuto číslu důvěřovat, protože jej využíváme pro nespočet výpočtů."
Hubbleova konstanta se počítá měřením rychlosti, jakou se objekty od nás vzdálí, a dělením jejich vzdáleností. Většina z předchozích pokusů o určení Hubbleovy konstanty zahrnuje použití vícestupňového nebo distančního žebříčku, při kterém se vzdálenost k blízkým galaxiím používá jako základ pro stanovení větších vzdáleností.
Nejběžnějším přístupem bylo použití dobře studovaného typu pulzující hvězdy známé jako Cepheidova proměnná, ve spojení se vzdálenější supernovou ke sledování vzdáleností po vesmíru. Vědci používající tuto metodu a pozorování z Hubbleova kosmického dalekohledu dokázali změřit Hubbleovu konstantu s přesností na 10%. Pouze nezávislé kontroly by jim však poskytly důvěru, kterou si přáli, vzhledem k tomu, že většina našeho chápání vesmíru je v rovnováze.
Kombinací rentgenových dat z Chandry s rádiovým pozorováním klastrů galaxií určil tým vzdálenosti od 38 klastrů galaxií v rozmezí od 1,4 miliardy do 9,3 miliardy světelných let od Země. Tyto výsledky se nespoléhají na tradiční žebřík na dálku. Bonamente a jeho kolegové shledávají Hubbleovu konstantu 77 km / s za megaparsec (megaparsec se rovná 3,26 milionu světelných let), s nejistotou asi 15%.
Tento výsledek souhlasí s hodnotami stanovenými pomocí jiných technik. Hubbleova konstanta byla dříve na základě pozorování Hubble Space Telescope zjištěna 72, dávejte nebo berte 8 kilometrů za sekundu za kiloparsec. Nový výsledek Chandry je důležitý, protože nabízí nezávislé potvrzení, že vědci hledají a opravují věk vesmíru mezi 12 a 14 miliardami let.
"Tyto nové výsledky jsou zcela nezávislé na všech předchozích metodách měření Hubbleovy konstanty," řekl člen týmu Marshall Joy také z MSFC.
Astronomové použili jev známý jako Sunyaev-Zeldovičův efekt, kde fotony v pozadí kosmického mikrovlnného záření (CMB) interagují s elektrony v horkém plynu, který prostupuje obrovskými galaxiemi. Fotony získávají energii z této interakce, která zkresluje signál z mikrovlnného pozadí ve směru klastrů. Velikost tohoto zkreslení závisí na hustotě a teplotě horkých elektronů a fyzické velikosti shluku. Pomocí rádiových dalekohledů k měření zkreslení mikrovlnného pozadí a Chandry k měření vlastností horkého plynu lze určit fyzickou velikost klastru. Z této fyzické velikosti a jednoduchého měření úhlu přidruženého klastrem lze pomocí pravidel geometrie odvodit jeho vzdálenost. Hubbleova konstanta je určena vydělením dříve naměřených rychlostí clusteru těmito nově odvozenými vzdálenostmi.
Tento projekt byl prosazován návrhářem zrcadla dalekohledů Chandry Leonem Van Speybroeckem, který zemřel v roce 2002. Nadace byla položena, když členové týmu John Carlstrom (University of Chicago) a Marshall Joy získali pečlivá rádiová měření zkreslení v záření CMB pomocí rádia dalekohledy na Berkeley-Illinois-Maryland Array a Caltech Owens Valley Radio Observatory. K měření přesných rentgenových vlastností plynu v těchto vzdálených shlucích byl vyžadován rentgenový dalekohled s rozlišením a citlivostí Chandry.
"Bylo jedním z cílů Leon, abych viděl, jak se tento projekt uskuteční, a je pro mě velmi hrdé, že se to uskuteční," řekl vědec projektu Chandra Martin Weisskopf z MSFC.
Výsledky jsou popsány v článku, který se objevil v 10. vydání časopisu The Astrophysical Journal. MSFC řídí program Chandra pro ředitelství vědecké mise agentury. Smithsonian Astrofyzical Observatory řídí vědu a letové operace z rentgenového centra Chandra, Cambridge, Massachusetts.
Původní zdroj: Chandra News Release
