Почти каждое отдельное астрономическое измерение зависит от постоянной Хаббла, числа, которое вычисляет расширение Вселенной. Это подтверждает, что Вселенной все еще от 12 до 14 миллиардов лет.
Критически важное число, которое определяет скорость расширения Вселенной, так называемая постоянная Хаббла, было независимо определено с помощью рентгеновской обсерватории Чандра НАСА. Это новое значение соответствует недавним измерениям с использованием других методов и расширяет их достоверность на большие расстояния, что позволяет астрономам исследовать более ранние эпохи в эволюции Вселенной.
«Причина, по которой этот результат так важен, заключается в том, что нам нужна постоянная Хаббла, чтобы сообщить нам размер Вселенной, ее возраст и количество вещества, которое она содержит», - сказал Макс Бонаменте из Центра космических полетов Маршалла (MSFC) НАСА в Хантсвилле. Ала., Ведущий автор статьи с описанием результатов. «Астрономам абсолютно необходимо доверять этому числу, потому что мы используем его для бесчисленных расчетов».
Константа Хаббла рассчитывается путем измерения скорости, с которой объекты удаляются от нас и делятся на их расстояние. Большинство предыдущих попыток определить постоянную Хаббла были связаны с использованием многоступенчатого подхода или лестничной площадки, в которой расстояние до ближайших галактик используется в качестве основы для определения больших расстояний.
Наиболее распространенным подходом было использование хорошо изученного типа пульсирующей звезды, известной как переменная цефеиды, в сочетании с более удаленными сверхновыми для отслеживания расстояний во Вселенной. Ученые, использующие этот метод и наблюдения с космического телескопа Хаббла, смогли измерить постоянную Хаббла с точностью до 10%. Однако только независимые проверки дали бы им уверенность, которую они желали, учитывая, что большая часть нашего понимания Вселенной находится в равновесии.
Объединив рентгеновские данные Чандры с радионаблюдениями скоплений галактик, команда определила расстояния до 38 скоплений галактик в диапазоне от 1,4 до 9,3 млрд световых лет от Земли. Эти результаты не опираются на традиционную дистанционную лестницу. Бонаменте и его коллеги считают, что постоянная Хаббла составляет 77 километров в секунду на мегапарсек (мегапарсек равен 3,26 миллиона световых лет) с неопределенностью около 15%.
Этот результат согласуется со значениями, определенными с использованием других методов. На основании наблюдений космического телескопа Хаббла ранее было установлено, что постоянная Хаббла равна 72, давай или бери 8 километров в секунду на килопарсек. Новый результат Чандры важен, потому что он предлагает независимое подтверждение того, что ученые искали, и определяет возраст Вселенной от 12 до 14 миллиардов лет.
«Эти новые результаты полностью независимы от всех предыдущих методов измерения постоянной Хаббла», - сказал член команды Маршалл Джой из MSFC.
Астрономы использовали явление, известное как эффект Суньяева-Зельдовича, когда фотоны на космическом микроволновом фоне (CMB) взаимодействуют с электронами в горячем газе, который пронизывает огромные скопления галактик. Фотоны получают энергию от этого взаимодействия, которое искажает сигнал от микроволнового фона в направлении кластеров. Величина этого искажения зависит от плотности и температуры горячих электронов и физического размера кластера. Используя радиотелескопы для измерения искажения микроволнового фона и Чандра для измерения свойств горячего газа, можно определить физический размер кластера. Из этого физического размера и простого измерения угла, представленного кластером, можно использовать правила геометрии для определения его расстояния. Константа Хаббла определяется путем деления ранее измеренных скоростей кластеров на эти вновь полученные расстояния.
Этот проект был поддержан дизайнером зеркала телескопа Чандры, Леоном Ван Спейбруком, который скончался в 2002 году. Основа была заложена, когда члены команды Джон Карлстрем (Чикагский университет) и Маршалл Джой получили тщательные радиоизмерения искажений в излучении CMB, используя радио телескопы в массиве Беркли-Иллинойс-Мэриленд и радиообсерватории в долине Калтех Оуэнс. Чтобы измерить точные рентгеновские свойства газа в этих отдаленных кластерах, потребовался космический рентгеновский телескоп с разрешением и чувствительностью Чандры.
«Одна из целей Леона состояла в том, чтобы этот проект осуществился, и я очень горжусь тем, что это осуществилось», - сказал ученый проекта Чандра Мартин Вайскопф из MSFC.
Результаты описаны в статье, опубликованной в выпуске Astrophysical Journal от 10 августа. MSFC управляет программой Chandra для Управления научной миссии агентства. Смитсоновская астрофизическая обсерватория контролирует научные и летные операции из рентгеновского центра Чандра, Кембридж, штат Массачусетс.
Первоначальный источник: пресс-релиз Чандра
