Tento graf ilustruje vzťah Cepheidovho obdobia a jasu, ktorý vedci používajú na výpočet veľkosti, veku a miery expanzie vesmíru. Kredit: NASA / JPL-Caltech / Carnegie
Ako rýchlo sa náš vesmír rozširuje? V priebehu týchto desaťročí sa v týchto aproximáciách používali rôzne odhady a horúce debaty, ale údaje z Spitzerovho vesmírneho teleskopu teraz poskytujú najpresnejšie meranie Hubbleovej konštanty alebo rýchlosti, ktorou sa náš vesmír rozťahuje. Výsledok? Vesmír sa zväčšuje o niečo rýchlejšie, ako sa pôvodne predpokladalo.
Novo vylepšená hodnota pre Hubbleovu konštantu je 74,3 plus alebo mínus 2,1 km za sekundu na megaparsec.
Najnovší odhad vychádzal zo štúdie Hubbleovho vesmírneho teleskopu rýchlosťou 74,2 plus alebo mínus 3,6 km za sekundu na megaparsec. Megaparsec je zhruba 3 milióny svetelných rokov.
Pri uskutočňovaní nových meraní sa vedci Spitzeru zaoberali pulzujúcimi hviezdami nazývanými cefkované premenlivé hviezdy a využívali ich na to, aby ich mohli pozorovať v infračervenom svetle s dlhou vlnovou dĺžkou. Okrem toho boli tieto nálezy kombinované s predtým publikovanými údajmi z NASA Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) o temnej energii. Vedci tvrdia, že nové odhodlanie znižuje neistotu na 3 percentá, čo je obrovský skok v presnosti kozmologických meraní.
WMAP získal nezávislé meranie temnej energie, o ktorej sa predpokladá, že vyhráva bitku proti gravitácii a ťahá látku vesmíru od seba. Výskum na základe tohto zrýchlenia získal vedcov Nobelovej ceny za fyziku za rok 2011.
Hubbleova konštanta je pomenovaná po astronómovi Edwinovi P. Hubbleovi, ktorý ohromil svet v dvadsiatych rokoch minulého storočia, čím potvrdil, že náš vesmír sa rozširuje, odkedy vybuchla pred 13,7 miliardami rokov. Na konci 90. rokov astronómovia zistili, že expanzia sa časom zrýchľuje alebo zrýchľuje. Určenie miery expanzie je rozhodujúce pre pochopenie veku a veľkosti vesmíru.
"Toto je obrovská hádanka," uviedla vedúca autorka novej štúdie Wendy Freedmanová z Observatórií Carnegieho inštitúcie pre vedu v Pasadene. "Je vzrušujúce, že sme boli schopní použiť Spitzer na riešenie základných problémov v kozmológii: presnú rýchlosť, akou sa vesmír rozširuje v súčasnom čase, ako aj na meranie množstva temnej energie vo vesmíre z iného uhla." Freedman viedol priekopnícku štúdiu Hubbleovho vesmírneho teleskopu, ktorý predtým meral Hubbleovu konštantu.
Glenn Wahlgren, vedkyňa programu Spitzer v ústredí NASA vo Washingtone, uviedla, že lepšie pohľady na cefeidy umožnili Spitzerovi vylepšiť minulé merania Hubbleovej konštanty.
"Tieto pulzujúce hviezdy sú životne dôležitými priečkami toho, čo astronómovia nazývajú rebríčkom kozmickej vzdialenosti: súbor objektov so známymi vzdialenosťami, ktoré v kombinácii s rýchlosťami, pri ktorých sa objekty od nás vzdialia, odkrývajú mieru expanzie vesmíru," uviedol Wahlgren.
Cefeidy sú pre výpočty rozhodujúce, pretože ich vzdialenosť od Zeme sa dá ľahko merať. V roku 1908 objavila Henrietta Leavitt tieto hviezdy pulzujúce rýchlosťou priamo súvisiacou s ich vnútorným jasom.
Ak si chcete predstaviť, prečo je to dôležité, predstavte si niekoho, kto od vás odíde a zároveň nesie sviečku. Čím ďalej sviečka cestovala, tým viac stmavla. Jeho zjavný jas odhalí vzdialenosť. Rovnaký princíp platí pre cefeidy, štandardné sviečky v našom vesmíre. Meraním toho, ako svetlé sa javia na oblohe, a porovnaním tohto so známym jasom, akoby boli blízko, môžu astronómovia vypočítať svoju vzdialenosť od Zeme.
Spitzer pozoroval 10 cefeidov v našej vlastnej Mliečnej dráhe a 80 v neďalekej susednej galaxii zvanej Veľký Magellanov mračno. Bez toho, aby kozmický prach blokoval ich pohľad, výskumný tím Spitzeru dokázal získať presnejšie merania zjavnej jasnosti hviezd, a teda ich vzdialeností. Tieto údaje otvorili cestu pre nový a vylepšený odhad miery expanzie nášho vesmíru.
„Pred viac ako desiatimi rokmi nebolo možné použiť slová„ presnosť “a„ kozmológia “v tej istej vete a veľkosť a vek vesmíru neboli známe lepšie ako dva faktory,“ uviedol Freedman. „Teraz hovoríme o presnosti niekoľkých percent. Je to celkom výnimočné. “
"Spitzer opäť robí vedu nad rámec toho, čo bol navrhnutý tak," uviedol vedec projektu Michael Werner z Jet Propulsion Laboratory NASA. Werner pracoval na misii od svojej počiatočnej fázy koncepcie pred viac ako 30 rokmi. „Po prvé, Spitzer nás prekvapil svojou priekopníckou schopnosťou študovať exoplanetové atmosféry,“ povedal Werner, „a teraz sa v ďalších rokoch misie stal cenným nástrojom kozmológie.“
Štúdia je uvedená v Astrofyzikálnom časopise.
Paper on arXiv: Mid-infračervená kalibrácia Hubbleovej konštanty
Zdroj: JPL
