Ši diagrama iliustruoja Cepheid periodo ir šviesumo santykį, kurį mokslininkai naudoja apskaičiuodami Visatos dydį, amžių ir plėtimosi greitį. Kreditas: NASA / JPL-Caltech / Carnegie
Kaip greitai plečiasi mūsų visata? Per kelis dešimtmečius buvo naudojami įvairūs įverčiai ir aršios diskusijos dėl tų aproksimacijų, tačiau dabar Spitzerio kosminio teleskopo duomenys pateikė tiksliausią Hablo konstantos, arba mūsų visatos išsiskyrimo greičio, matavimą. Rezultatas? Visata didėja truputį greičiau, nei manyta anksčiau.
Naujai patikslinta Hablo konstantos vertė yra 74,3 plius arba minus 2,1 kilometro per sekundę per megaparseką.
Anksčiausias įvertinimas buvo atliktas atlikus Hablo kosminio teleskopo tyrimą, kurio greitis buvo 74,2 plius arba minus 3,6 km per sekundę per megaparseką. Megaparkė yra maždaug 3 milijonai šviesmečių.
Norėdami atlikti naujus matavimus, Špicerio mokslininkai pažvelgė į pulsuojančias žvaigždes, vadinamas cefiduotosiomis kintamosiomis žvaigždėmis, pasinaudodami tuo, kad galėjo jas stebėti ilgo bangos ilgio infraraudonojoje šviesoje. Be to, išvados buvo sujungtos su anksčiau paskelbtais NASA Wilkinson mikrobangų anizotropijos zondo (WMAP) duomenimis apie tamsiąją energiją. Naujasis nustatymas sumažina net 3 procentų neapibrėžtumą - tai didžiulis kosmologinių matavimų tikslumo šuolis, teigia mokslininkai.
WMAP gavo nepriklausomą tamsiosios energijos matavimą, kuris, kaip manoma, laimi kovą su gravitacija, atitraukdamas visatos audinį. Tyrimais, paremtais šiuo pagreičiu, mokslininkams skirta 2011 m. Nobelio fizikos premija.
Hablo konstanta pavadinta astronomo Edwino P. Hablo vardu, kuris 1920-aisiais nustebino pasaulį patvirtindamas, kad mūsų visata plečiasi, nes ji sprogo ir sudarė 13,7 milijardo metų. Dešimtojo dešimtmečio pabaigoje astronomai atrado, kad laikui bėgant plėtra didėja arba spartėja. Norint suprasti Visatos amžių ir dydį, labai svarbu nustatyti išplėtimo greitį.
„Tai yra didžiulis galvosūkis“, - sakė pagrindinė naujojo tyrimo autorė Wendy Freedman iš Pastenos Karnegio mokslo instituto observatorijų. „Įdomu, kad mes sugebėjome naudoti„ Spitzer “, kad išspręstume esmines kosmologijos problemas: tikslų visatos plėtimosi greitį šiuo metu, taip pat tamsiosios energijos kiekį Visatoje išmatuoti kitu kampu“. Freedmanas vadovavo novatoriškam Hablo kosminio teleskopo tyrimui, kuris anksčiau buvo matavęs Hablo konstantą.
NASA būstinės Vašingtone „Spitzer“ programos mokslininkas Glenas Wahlgrenas teigė, kad geresni cefeidų vaizdai leido „Spitzer“ pagerinti ankstesnius Hablo konstantos matavimus.
„Šios pulsuojančios žvaigždės yra gyvybiškai svarbios laipteliai toje vietoje, kurią astronomai vadina kosminio atstumo kopėčiomis: objektų, turinčių žinomus atstumus, rinkinys, kuris, derinamas su greičiu, kuriuo objektai tolsta nuo mūsų, parodo Visatos plėtimosi greitį“, - teigė p. Wahlgrenas.
Cefeidai yra labai svarbūs skaičiavimams, nes jų atstumą nuo Žemės galima lengvai išmatuoti. 1908 m. Henrietta Leavitt atrado šių žvaigždžių pulsą tokiu greičiu, kuris tiesiogiai susijęs su jų vidiniu ryškumu.
Norėdami įsivaizduoti, kodėl tai svarbu, įsivaizduokite, kad kažkas eina nuo tavęs nešdamas žvakę. Kuo toliau žvakė keliavo, tuo labiau ji pritemdys. Matomas jo ryškumas parodys atstumą. Tas pats principas galioja cefaidams, standartinėms žvakėms mūsų kosmose. Išmatuodami, kaip ryškiai jie atrodo danguje, ir palyginę tai su savo žinomu ryškumu tarsi iš arti, astronomai gali apskaičiuoti atstumą nuo Žemės.
Spitzeris stebėjo 10 kefidų mūsų pačių Paukščių Tako galaktikoje ir 80 - netoliese esančioje kaimyninėje galaktikoje, vadinamoje Didžiuoju Magelano debesiu. Nepritardamas kosminių dulkių jų vaizdui, „Spitzer“ tyrimų komanda sugebėjo tiksliau išmatuoti žvaigždžių tariamąjį ryškumą ir tokiu būdu jų atstumą. Šie duomenys atvėrė kelią naujam ir patobulintam mūsų visatos plėtimosi greičio įvertinimui.
„Šiek tiek daugiau nei prieš dešimtmetį tame pačiame sakinyje nebuvo įmanoma naudoti žodžių„ tikslumas “ir„ kosmologija “, o visatos dydis ir amžius nebuvo žinomi daugiau nei du kartus“, - sakė R.Febermanas. „Dabar mes kalbame apie kelių procentų tikslumą. Tai gana nepaprasta. “
„Spitzeris vėl daro mokslą, viršijantį tai, kas buvo sukurta, - sakė projekto mokslininkas Michaelas Werneris iš NASA reaktyvinio varymo laboratorijos. Verneris šioje misijoje dirbo nuo pat ankstyvosios koncepcijos stadijos daugiau nei prieš 30 metų. „Pirmiausia,„ Spitzer “mus nustebino savo novatorišku sugebėjimu tyrinėti egzoplanetos atmosferą, - sakė Werneris, - ir dabar, vėlesniais misijos metais, jis tapo vertingu kosmologijos įrankiu“.
Tyrimas pasirodo „Astrophysical Journal“.
„ArXiv“ knyga: Hablo konstantos vidutinės infraraudonosios spinduliuotės kalibravimas
Šaltinis: JPL
