Πιστωτική εικόνα: Χαμπλ
Οι αστρονόμοι έχουν μελετήσει το φως από 11 νέα σουπερνόβα για να επιβεβαιώσουν την απόδειξη ότι κάποιο είδος «σκοτεινής ενέργειας» επιταχύνει το Σύμπαν. Μετρώντας τη σχετική φωτεινότητά τους, μπορούν να υπολογίσουν πόσο μακριά είναι τα σουπερνόβα τύπου Ia. Αυτά τα τελευταία δεδομένα συλλέχθηκαν από μια διεθνή ομάδα αστρονόμων χρησιμοποιώντας επίγεια τηλεσκόπια για να παρέχουν στόχους παρακολούθησης για το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble. Έχει προγραμματιστεί ένας νέος δορυφόρος, που ονομάζεται SuperNova / Acceleration Probe, ο οποίος θα μπορεί να ανακαλύψει χιλιάδες σουπερνόβα και να παρακολουθεί με ακρίβεια τις εκρήξεις τους.
Ένα μοναδικό σύνολο 11 απομακρυσμένων σουπερνόβα τύπου Ia που μελετήθηκε με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble ρίχνει νέο φως στη σκοτεινή ενέργεια, σύμφωνα με τα τελευταία ευρήματα του Supernova Cosmology Project (SCP), που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο http://www.arxiv.org/abs / astro-ph / 0309368 και σύντομα θα εμφανιστεί στο Astrophysical Journal.
Οι καμπύλες φωτός και τα φάσματα από τις 11 μακρινές σουπερνόβες αποτελούν «ένα εντυπωσιακά όμορφο σύνολο δεδομένων, το μεγαλύτερο τέτοιο σύνολο που συλλέγεται αποκλειστικά από το διάστημα», λέει ο Saul Perlmutter, αστροφυσικός στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley και ηγέτης του SCP. Το SCP είναι μια διεθνής συνεργασία ερευνητών από τις Ηνωμένες Πολιτείες, τη Σουηδία, τη Γαλλία, το Ηνωμένο Βασίλειο, τη Χιλή, την Ιαπωνία και την Ισπανία.
Οι σουπερνόβα τύπου Ia είναι από τα καλύτερα «τυπικά κεριά» της αστρονομίας, τόσο παρόμοια που η φωτεινότητά τους παρέχει αξιόπιστο μετρητή της απόστασης τους και τόσο φωτεινά είναι ορατά δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά.
Η νέα μελέτη ενισχύει την αξιοσημείωτη ανακάλυψη, που ανακοίνωσε το Supernova Cosmology Project στις αρχές του 1998, ότι η επέκταση του σύμπαντος επιταχύνεται λόγω μιας μυστηριώδους ενέργειας που διαπερνά όλο το χώρο. Αυτό το εύρημα βασίστηκε σε δεδομένα από πάνω από τρεις δωδεκάδες σουπερνόβα τύπου Ia, όλα εκτός από ένα από αυτά που παρατηρήθηκαν από το έδαφος. Μια ανταγωνιστική ομάδα, η ομάδα αναζήτησης High-Z Supernova, ανεξάρτητα ανακοίνωσε εντυπωσιακά συνεπή αποτελέσματα, με βάση 14 επιπλέον σουπερνόβα, που παρατηρήθηκαν επίσης κυρίως από το έδαφος.
Επειδή το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble (HST) δεν επηρεάζεται από την ατμόσφαιρα, οι εικόνες των σουπερνόβων είναι πολύ πιο έντονες και ισχυρότερες και παρέχουν πολύ καλύτερες μετρήσεις φωτεινότητας από ό, τι είναι δυνατόν από το έδαφος. Ο Robert A. Knop, επίκουρος καθηγητής φυσικής και αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο Vanderbilt στο Nashville, Tenn., Ηγήθηκε της ανάλυσης δεδομένων του Supernova Cosmology Project για τις 11 σουπερνόβες που μελετήθηκαν με το HST και συνέκρινε την έκθεση Astrophysical Journal με τα 47 άλλα μέλη του SCP.
«Τα δεδομένα HST παρέχουν επίσης μια ισχυρή δοκιμή εξαφάνισης του γαλαξία-ξενιστή», λέει ο Knop, αναφερόμενος σε ανησυχίες ότι οι μετρήσεις της πραγματικής φωτεινότητας των σουπερνόβων θα μπορούσαν να απορριφθούν από τη σκόνη σε απομακρυσμένους γαλαξίες, οι οποίοι ενδέχεται να απορροφήσουν και να διασκορπίσουν το φως τους. Αλλά η σκόνη θα έκανε επίσης το φως ενός σουπερνόβα πιο κόκκινο, καθώς ο ήλιος μας φαίνεται πιο κόκκινος στο ηλιοβασίλεμα λόγω της σκόνης στην ατμόσφαιρα. Επειδή τα δεδομένα από το διάστημα δεν δείχνουν ανώμαλη κοκκίνισμα με απόσταση, λέει ο Knop, οι σουπερνόβες «περνούν τη δοκιμή με ιπτάμενα χρώματα».
«Ο περιορισμός αυτών των αβεβαιοτήτων είναι ζωτικής σημασίας για τη χρήση σουπερνόβα; ή άλλες αστρονομικές παρατηρήσεις; για να εξερευνήσετε τη φύση του σύμπαντος », λέει ο Ariel Goobar, μέλος του SCP και καθηγητής αστροφυσικής σωματιδίων στο Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης στη Σουηδία. Η δοκιμή εξαφάνισης, λέει ο Goobar, «εξαλείφει κάθε ανησυχία ότι η συνηθισμένη σκόνη ξενιστή-γαλαξία θα μπορούσε να είναι πηγή προκατάληψης για αυτά τα κοσμολογικά αποτελέσματα σε υψηλές κοκκινίλες». (Δείτε τι είναι το Host-Galaxy Extinction;)
Ο όρος για τη μυστηριώδη «αποκρουστική βαρύτητα» που οδηγεί το σύμπαν να επεκτείνεται όλο και πιο γρήγορα είναι η σκοτεινή ενέργεια. Τα νέα δεδομένα είναι σε θέση να παρέχουν πολύ πιο αυστηρές εκτιμήσεις σχετικά με τη σχετική πυκνότητα της ύλης και τη σκοτεινή ενέργεια στο σύμπαν: με απλές υποθέσεις, το 25% της σύνθεσης του σύμπαντος είναι ύλη όλων των τύπων και το 75% είναι σκοτεινή ενέργεια. Επιπλέον, τα νέα δεδομένα παρέχουν ένα πιο ακριβές μέτρο της «ελαστικότητας» της σκοτεινής ενέργειας, την πίεση που ασκεί στην επέκταση του σύμπαντος ανά μονάδα πυκνότητας.
Μεταξύ των πολυάριθμων προσπαθειών εξήγησης της φύσης της σκοτεινής ενέργειας, ορισμένες επιτρέπονται από αυτές τις νέες μετρήσεις; συμπεριλαμβανομένης της κοσμολογικής σταθεράς που προτάθηκε αρχικά από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν; αλλά άλλοι αποκλείονται, συμπεριλαμβανομένων μερικών από τα απλούστερα μοντέλα θεωριών γνωστών ως πεμπτουσία. (Δείτε τι είναι η σκοτεινή ενέργεια;)
Τα σουπερνόβα υψηλής ερυθράς μετατόπισης είναι το καλύτερο μόνο εργαλείο για τη μέτρηση των ιδιοτήτων της σκοτεινής ενέργειας; και τελικά προσδιορίζοντας τι είναι η σκοτεινή ενέργεια. Όπως καταδεικνύουν οι μελέτες σουπερνόβα με το HST, το καλύτερο μέρος για να μελετήσετε σουπερνόβα με υψηλό κόκκινο χρώμα είναι με ένα τηλεσκόπιο στο διάστημα, που δεν επηρεάζεται από την ατμόσφαιρα.
Ωστόσο, «για να κάνουμε την καλύτερη χρήση ενός τηλεσκοπίου στο διάστημα, είναι σημαντικό να κάνουμε την καλύτερη χρήση των καλύτερων τηλεσκοπίων στο έδαφος», λέει ο μέλος του SCP Chris Lidman του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου.
Για τους σουπερνόβες στην παρούσα μελέτη, η ομάδα SCP εφευρέθηκε μια στρατηγική με την οποία το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble θα μπορούσε γρήγορα να ανταποκριθεί σε ανακαλύψεις που έγιναν από το έδαφος, παρά την ανάγκη προγραμματισμού HST πολύ καιρό πριν. Δουλεύοντας μαζί, το SCP και το Επιστημονικό Ινστιτούτο Διαστημικού Τηλεσκοπίου εφάρμοσαν τη στρατηγική για εξαιρετικό αποτέλεσμα.
Η τρέχουσα μελέτη, που βασίζεται σε παρατηρήσεις HST για 11 σουπερνόβα, δείχνει το δρόμο για την επόμενη γενιά της έρευνας σουπερνόβα: στο μέλλον, ο SuperNova / Acceleration Probe ή ο δορυφόρος SNAP, θα ανακαλύψει χιλιάδες σουπερνόβα τύπου Ia και θα μετρήσει τα φάσματα και τα οι καμπύλες φωτός από τις πρώτες στιγμές, μέσω της μέγιστης φωτεινότητας, έως ότου το φως τους έχει εξαφανιστεί.
Η Perlmutter της SCP ηγείται τώρα μιας διεθνούς ομάδας συνεργατών με έδρα το Berkeley Lab, οι οποίοι αναπτύσσουν SNAP με την υποστήριξη του Γραφείου Επιστημών του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ. Ίσως ο καλύτερος υποψήφιος για μια σωστή θεωρία της σκοτεινής ενέργειας να εντοπιστεί αμέσως μετά την έναρξη της λειτουργίας του SNAP. Ως αποτέλεσμα θα ανοίξει ένας κόσμος νέας φυσικής.
«Νέοι περιορισμοί στα ωμέγα-μ, ωμέγα-λάμδα και w από ένα ανεξάρτητο σύνολο έντεκα υπερκαινοφανών υψηλής μετατόπισης που παρατηρήθηκαν με το HST», του Robert A. Knop και 47 άλλων (το Supernova Cosmology Project), θα εμφανιστούν στο Αστροφυσικό Το περιοδικό και είναι προς το παρόν διαθέσιμο στο διαδίκτυο στη διεύθυνση http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0309368.
Το Berkeley Lab είναι εθνικό εργαστήριο Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ που βρίσκεται στο Berkeley της Καλιφόρνια. Διεξάγει μη ταξινομημένη επιστημονική έρευνα και διοικείται από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια.
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων Berkeley
