Кредит изображения: Хаббл
Астрономы изучили свет от 11 новых сверхновых, чтобы подтвердить достоверность свидетельства того, что какая-то «темная энергия» ускоряет расслоение Вселенной. Измеряя их относительную яркость, они могут рассчитать, насколько далеки сверхновые типа Ia. Эти последние данные были собраны международной группой астрономов, использующих наземные телескопы для обеспечения целей наблюдения для космического телескопа Хаббла. Планируется новый спутник, названный SuperNova / Acceleration Probe, который сможет обнаруживать тысячи сверхновых и точно отслеживать их взрывы.
Уникальный набор из 11 далеких сверхновых типа Ia, изученных с помощью космического телескопа Хаббла, проливает новый свет на темную энергию, согласно последним результатам Космологического проекта сверхновой (SCP), недавно опубликованным по адресу http://www.arxiv.org/abs / astro-ph / 0309368 и скоро появится в Astrophysical Journal.
Кривые блеска и спектры от 11 далеких сверхновых представляют собой «поразительно красивый набор данных, самый большой такой набор, собранный исключительно из космоса», говорит Сол Перлмуттер, астрофизик из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли и руководитель SCP. SCP - это международное сотрудничество исследователей из США, Швеции, Франции, Великобритании, Чили, Японии и Испании.
Сверхновые типа Ia являются одними из лучших «стандартных свечей» астрономии, настолько похожими, что их яркость обеспечивает надежный измеритель расстояния, и настолько яркими, что они видны на расстоянии миллиардов световых лет.
Новое исследование подкрепляет замечательное открытие, объявленное Космологическим Проектом Сверхновой в начале 1998 года, о том, что расширение Вселенной ускоряется благодаря таинственной энергии, которая пронизывает все пространство. Это открытие было основано на данных более чем трех дюжин сверхновых типа Ia, все из которых, кроме одного, наблюдались с земли. Соперничающая группа, High-Z Supernova Search Team, независимо объявила о поразительно последовательных результатах, основанных на дополнительных 14 сверхновых, также наблюдаемых преимущественно с земли.
Поскольку космический телескоп Хаббла (HST) не подвержен влиянию атмосферы, его изображения сверхновых гораздо резче и сильнее и обеспечивают гораздо лучшие измерения яркости, чем это возможно с Земли. Роберт А. Кноп, доцент кафедры физики и астрономии в Университете Вандербильта в Нэшвилле, штат Теннесси, руководил анализом данных по сверхновой в Космологическом проекте по 11 сверхновым, изученным с помощью HST, и в соавторстве с докладом Астрофизического журнала вместе с 47 другими членами SCP.
«Данные HST также служат сильным тестом на исчезновение галактики-хозяина», - говорит Кноп, имея в виду опасения, что измерения истинной яркости сверхновых могут быть выброшены пылью в отдаленных галактиках, которые могут поглощать и рассеивать их свет. Но пыль также сделает свет сверхновой более красным, так как наше солнце выглядит более красным на закате из-за пыли в атмосфере. По словам Нопа, из-за того, что данные из космоса не показывают аномального покраснения на расстоянии, сверхновые "проходят испытание с летающими цветами".
«Ограничение такой неопределенности имеет решающее значение для использования сверхновых? или какие-то другие астрономические наблюдения? исследовать природу вселенной », - говорит Ариэль Губар, член SCP и профессор астрофизики частиц в Стокгольмском университете в Швеции. Тест на вымирание, говорит Губар, «устраняет любые опасения, что обычная пыль галактики-хозяина может стать источником смещения для этих космологических результатов при больших красных смещениях». (См. Что такое вымирание Host-Galaxy?)
Термин таинственная «отталкивающая гравитация», которая заставляет вселенную расширяться все быстрее, - это темная энергия. Новые данные могут дать гораздо более точные оценки относительной плотности вещества и темной энергии во вселенной: при прямых предположениях 25 процентов состава вселенной - это материя всех типов, а 75 процентов - темная энергия. Более того, новые данные дают более точную оценку «упругости» темной энергии, давления, которое она оказывает на расширение Вселенной на единицу плотности.
Среди многочисленных попыток объяснить природу темной энергии, некоторые допускаются этими новыми измерениями? включая космологическую константу, первоначально предложенную Альбертом Эйнштейном? но другие исключены, включая некоторые из самых простых моделей теорий, известных как квинтэссенция. (См. Что такое Темная энергия?)
Сверхновые с большим красным смещением - лучший инструмент для измерения свойств темной энергии? и в конечном итоге определить, что такое темная энергия. Как показывают исследования сверхновых с использованием HST, лучшее место для изучения сверхновых с высоким красным смещением - это телескоп в космосе, не подверженный влиянию атмосферы.
Тем не менее, «чтобы наилучшим образом использовать телескоп в космосе, важно максимально эффективно использовать лучшие телескопы на земле», - говорит член SCP Крис Лидман из Европейской южной обсерватории.
Для сверхновых звезд в настоящем исследовании команда SCP изобрела стратегию, согласно которой космический телескоп Хаббл мог быстро реагировать на открытия, сделанные с земли, несмотря на необходимость заранее планировать время HST. Работая вместе, SCP и Научный институт космического телескопа реализовали стратегию для достижения превосходного эффекта.
Текущее исследование, основанное на наблюдениях HST 11 сверхновых, указывает путь к следующему поколению исследований сверхновых: в будущем, SuperNova / Acceleration Probe, или спутник SNAP, обнаружит тысячи сверхновых типа Ia и измерит их спектры и их кривые блеска от самых ранних моментов, через максимальную яркость, пока их свет не угаснет.
В настоящее время SCP Perlmutter возглавляет международную группу сотрудников, базирующихся в лаборатории Беркли, которые разрабатывают SNAP при поддержке Управления науки Министерства энергетики США. Вполне возможно, что лучший кандидат для правильной теории темной энергии будет определен вскоре после начала работы SNAP. В результате откроется мир новой физики.
«Новые ограничения на омега-м, омега-лямбду и w из независимого набора из одиннадцати сверхновых с высоким красным смещением, наблюдаемых с помощью HST», Роберт А. Кноп и 47 других (Проект космологии сверхновых), появятся в Astrophysical Журнал и в настоящее время доступен в Интернете по адресу http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0309368.
Berkeley Lab - национальная лаборатория Министерства энергетики США, расположенная в Беркли, Калифорния. Он проводит несекретные научные исследования и управляется Калифорнийским университетом.
Первоисточник: Пресс-релиз Беркли
