Kuvahyvitys: Hubble
Tähtitieteilijät ovat tutkineet 11 uuden supernovan valoa auttaakseen validoimaan todisteita siitä, että jonkinlainen ”pimeä energia” kiihdyttää maailmankaikkeutta toisistaan. Mittaamalla niiden suhteellisen kirkkauden, he voivat laskea kuinka kaukana tyypin Ia supernoovat ovat. Tämän viimeisimmän tiedon on kerännyt kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä, joka käyttää maapalloteleskooppeja tarkkailukohteiden saavuttamiseksi Hubble-avaruusteleskoopille. Suunnitteilla on uusi satelliitti, nimeltään SuperNova / Acceleration Probe, joka pystyy löytämään tuhansia supernovia ja seuraamaan räjähdyksiä tarkasti.
Ainutlaatuinen 11 etäisyyden tyypin Ia supernova -sarja, joka tutkittiin Hubble-avaruusteleskoopilla, heijastaa uutta valoa pimeään energiaan, Supernova Cosmology Projektin (SCP) viimeisimpien havaintojen mukaan, jotka on äskettäin julkaistu osoitteessa http://www.arxiv.org/abs / astro-ph / 0309368 ja ilmestyy pian Astrophysical Journal -lehdessä.
11 etäisen supernovan valokäyrät ja spektrit ovat ”hämmästyttävän kaunis tietojoukko, suurin sellainen kokonaisuus, joka on kerätty yksinomaan avaruudesta”, kertoo Lawrence Berkeleyn kansallisen laboratorion astrofysiikko Saul Perlmutter ja SCP: n johtaja. SCP on kansainvälinen yhteistyö tutkijoiden kanssa Yhdysvalloista, Ruotsista, Ranskasta, Yhdistyneestä kuningaskunnasta, Chilestä, Japanista ja Espanjasta.
Tyypin Ia supernoovat kuuluvat tähtitieteen parhaimpiin "standardi kynttilöihin", niin samankaltaisia, että niiden kirkkaus tarjoaa luotettavan etäisyyden etäisyyteen, ja niin kirkkaat ne ovat näkyviä miljardien valovuosien päässä.
Uusi tutkimus vahvistaa Supernovan kosmologiaprojektin vuoden 1998 alussa ilmoittamaa huomattavaa löytöä, jonka mukaan maailmankaikkeuden laajentuminen kiihtyy salaperäisen energian takia, joka valtaa kaiken tilan. Tämä havainto perustui tietoihin yli kolmesta kymmenestä tyypin Ia supernovista, jotka kaikki paitsi yksi havaittiin maasta. Kilpaileva ryhmä, High-Z Supernova Search Team, ilmoitti itsenäisesti silmiinpistävän yhdenmukaiset tulokset, jotka perustuvat vielä 14 supernoovaan, joita myös pääasiassa havaitaan maasta.
Koska ilmapiiri ei vaikuta Hubble-avaruusteleskooppiin (HST), sen supernoovakuvat ovat paljon terävämpiä ja vahvempia ja tarjoavat paljon parempia kirkkauden mittauksia kuin maasta ovat mahdollisia. Robert A. Knop, fysiikan ja tähtitieteen apulaisprofessori Vanderbiltin yliopistossa Nashvillessä, Tennis., Johti Supernova Cosmology Projektin tietoanalyysiä 11 supernovasta, joita tutkittiin HST: n kanssa, ja toimitti yhdessä Astrophysical Journal -raportin 47 muun SCP: n jäsenen kanssa.
"HST-tiedot tarjoavat myös vahvan testin isäntä-galaksien sukupuuttoon", Knop sanoo viittaaen huolestuneisuuteen siitä, että supernovien todellisen kirkkauden mittaukset voisivat poistaa pöly kaukaisista galakseista, jotka saattavat imeä ja hajottaa valonsa. Mutta pöly tekisi myös supernovan vaalean punaisemmaksi, samoin kuin aurinko näyttää punaisemmalta auringonlaskussa ilmakehän pölyn takia. Koska avaruudesta saadut tiedot eivät osoita epänormaalia punoitusta etäisyyden suhteen, Knop sanoo, supernovat "läpäisevät testin lentävillä väreillä".
”Tällaisten epävarmuustekijöiden rajoittaminen on välttämätöntä supernovien käytön kannalta? vai muita tähtitieteellisiä havaintoja? tutkia maailmankaikkeuden luonnetta ”, sanoo Ariel Goobar, SCP: n jäsen ja hiukkasastrofysiikan professori Tukholman yliopistossa Ruotsissa. Sammutustesti, Goobar sanoo, "eliminoi kaiken huolen siitä, että tavallinen isäntä-galaksi-pöly voi olla esiaine näille kosmologisille tuloksille voimakkaasti punaisissa muutoksissa." (Katso mitä isäntä-galaksien sukupuutto on?)
Termi salaperäiselle ”karkottavalle painovoimalle”, joka ajaa maailmankaikkeuden yhä nopeampaan laajentumiseen, on tumma energia. Uudet tiedot pystyvät tarjoamaan paljon tiukempia arvioita aineen ja tumman energian suhteellisesta tiheydestä maailmankaikkeudessa: Yksinkertaisten oletusten mukaan 25 prosenttia maailmankaikkeuden koostumuksesta on kaiken tyyppisiä aineita ja 75 prosenttia tummaa energiaa. Lisäksi uudet tiedot tarjoavat tarkemman mitan pimeän energian ”joustavuudesta”, paineesta, jota se kohdistaa maailmankaikkeuden laajenemiseen tiheysyksikköä kohti.
Niistä lukuisista yrityksistä selittää pimeän energian luonne, joita nämä uudet mittaukset sallivat? mukaan lukien Albert Einsteinin alun perin ehdottama kosmologinen vakio? mutta toiset ovat poissuljettuja, mukaan lukien joitain kvintesenssiksi kutsuttujen teorioiden yksinkertaisimmista malleista. (Katso mitä on tumma energia?)
Erittäin punasiirtyvät supernovat ovat paras yksittäinen työkalu pimeän energian ominaisuuksien mittaamiseen? ja lopulta määrittää, mikä tumma energia on. Kuten HST: n kanssa suoritetut supernova-tutkimukset osoittavat, paras paikka tutkia voimakkaan punasiirtymän omaavia supernoovia on avaruudessa sijaitseva kaukoputki, josta ilmapiiri ei vaikuta.
Siitä huolimatta, "jotta teleskooppi voidaan hyödyntää parhaalla mahdollisella tavalla avaruudessa, on välttämätöntä käyttää parhaalla mahdollisella tavalla maassa olevia hienoimpia teleskooppeja", sanoo SCP: n jäsen Chris Lidman Euroopan eteläisen observatorion edustajista.
Tämän tutkimuksen supernovoille SCP-ryhmä keksi strategian, jolla Hubble-avaruusteleskooppi pystyi reagoimaan nopeasti maasta tehdyihin löytöihin huolimatta tarpeesta ajoittaa HST-aika kauan etukäteen. SCP ja Space Telescope Science Institute toteuttivat yhdessä strategian saavuttaakseen erinomaisen vaikutuksen.
Tämä tutkimus, joka perustuu 11 supernoovan HST-havaintoihin, osoittaa tietä seuraavan sukupolven supernova-tutkimukselle: tulevaisuudessa SuperNova / Acceleration Probe tai SNAP-satelliitti löytää tuhansia Ia-tyypin supernoovia ja mittaa niiden spektrit ja valokäyrät varhaisimmista hetkeistä, maksimaalisen kirkkauden kautta, kunnes niiden valo on kuollut.
SCP: n Perlmutter johtaa nyt Berkeley Labissa työskentelevää kansainvälistä yhteistyökumppaniryhmää, joka kehittää SNAP: tä Yhdysvaltain energiaministeriön tiedetoimiston tuella. Voi olla, että paras ehdokas oikean pimeän energian teoriaan selvitetään pian SNAP: n toiminnan alkamisen jälkeen. Seurauksena avautuu uuden fysiikan maailma.
”Uudet rajoitukset omega-m: lle, omega-lambdalle ja w: lle riippumattomasta yhdeksäntoista korkean puneudenvaihdoksen supernova-ryhmästä, jota on havaittu HST: llä”, kirjoittanut Robert A. Knop ja 47 muuta (Supernova Cosmology Project), ilmestyvät Astrofysical Lehti ja se on tällä hetkellä saatavana verkossa osoitteessa http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0309368.
Berkeley Lab on Yhdysvaltain energiaministeriön kansallinen laboratorio, joka sijaitsee Berkeleyssä, Kaliforniassa. Se harjoittaa luokittelematonta tieteellistä tutkimusta, ja sitä johtaa Kalifornian yliopisto.
Alkuperäinen lähde: Berkeley-lehdistötiedote
