Kreditna slika: Hubble
Astronomi so preučevali svetlobo 11 novih supernov, da bi potrdili dokaze, da nekakšna 'temna energija' vesolje naglo pospešuje. Z merjenjem njihove relativne svetlosti lahko izračunajo, kako oddaljene so supernove tipa Ia. Te zadnje podatke je zbrala mednarodna ekipa astronomov, ki so z zemeljskimi teleskopi uporabila sledilne cilje za vesoljski teleskop Hubble. Načrtuje se nov satelit, imenovan SuperNova / Acceleration Probe, ki bo lahko odkril na tisoče supernov in natančno sledil njihovim eksplozijam.
Edinstven komplet 11 oddaljenih supernov tipa Ia, ki so jih preučevali s Hubblovim vesoljskim teleskopom, osvetljuje temno energijo, kažejo zadnja spoznanja projekta kozmologije Supernova (SCP), nedavno objavljena na http://www.arxiv.org/abs / astro-ph / 0309368 in kmalu se pojavi v Astrophysical Journal.
Svetlobne krivulje in spektri iz 11 oddaljenih supernov predstavljajo "čudovito lep nabor podatkov, največji tak nabor, zbran izključno iz vesolja," pravi Saul Perlmutter, astrofizik iz Nacionalnega laboratorija Lawrence Berkeley in vodja SCP. SCP je mednarodno sodelovanje raziskovalcev iz ZDA, Švedske, Francije, Združenega kraljestva, Čila, Japonske in Španije.
Supernove tipa Ia so med najboljšimi »standardnimi svečami« astronomije, tako podobne, da njihova svetlost zagotavlja zanesljiv merilnik njihove razdalje in tako svetle, da so vidne več milijard svetlobnih let.
Nova študija krepi izjemno odkritje, ki ga je v začetku leta 1998 napovedal kozmološki projekt Supernova, da se širjenje vesolja pospešuje zaradi skrivnostne energije, ki prežema ves prostor. Ta ugotovitev je temeljila na podatkih več kot treh ducatov supernov tipa Ia, ki niso bili opaženi s tal. Tekmovalna skupina, High-Z Supernova iskalna ekipa, je neodvisno objavila presenetljivo konsistentne rezultate, ki temeljijo na dodatnih 14 supernovah, ki so jih pretežno opazovali s terena.
Ker vesoljski teleskop Hubble (HST) ne vpliva na atmosfero, so njegove slike supernov veliko ostrejše in močnejše ter omogočajo veliko boljše meritve svetlosti, kot so možne s tal. Robert A. Knop, docent za fiziko in astronomijo na univerzi Vanderbilt v Nashvillu v zvezni državi Tenn, je vodil analizo podatkov Supernova Cosmology Project o 11 supernovah, preučenih s HST, in skupaj s 47 drugimi člani SCP sodeloval s poročilom astrofizičnega časopisa.
"Podatki HST zagotavljajo tudi močan preizkus izumrtja gostiteljske galaksije," pravi Knop in navaja pomisleke, da bi lahko meritve resnične svetlosti supernov vrgli prah v oddaljene galaksije, ki bi lahko absorbirali in razpršili njihovo svetlobo. Prah pa bi svetlobo supernove postal tudi bolj rdeč, kolikor naše sonce zaradi prahu v atmosferi izgleda bolj rdeče ob sončnem zahodu. Ker podatki iz vesolja kažejo, da ni anomalenega rdečenja z razdalje, pravi Knop, supernove "opravijo test z letečimi barvami."
"Omejevanje takšnih negotovosti je ključno za uporabo supernov? ali kakšna druga astronomska opažanja? raziskati naravo vesolja, "pravi Ariel Goobar, član SCP in profesor astrofizike delcev na švedski univerzi v Stockholmu. Goobar test, pravi Goobar, "odpravlja kakršno koli zaskrbljenost, da bi lahko navadni prah gostitelj-galaksija povzročil pristranskost za te kozmološke rezultate pri velikih rdečih premikih." (Glejte, kaj je izumrtje gostitelja in galaksije?)
Izraz za skrivnostno "odbojno gravitacijo", zaradi katere se vesolje vedno hitreje širi, je temna energija. Novi podatki lahko dajo veliko natančnejše ocene relativne gostote snovi in temne energije v vesolju: pod neposrednimi predpostavkami je 25 odstotkov sestave vesolja snovi vseh vrst, 75 odstotkov pa temne energije. Poleg tega novi podatki natančneje merijo "pomladnost" temne energije, pritisk, ki ga uporablja za širjenje vesolja na enoto gostote.
Ali med številnimi poskusi razlage narave temne energije nekateri dovoljujejo te nove meritve? vključno s kozmološko konstanto, ki jo je prvotno predlagal Albert Einstein? druge pa izključujemo, vključno z nekaterimi najpreprostejšimi modeli teorij, znanih kot kvintesenca. (Glejte, kaj je temna energija?)
Supernove z visoko rdečimi premiki so najboljše posamično orodje za merjenje lastnosti temne energije? in sčasoma določiti, kaj je temna energija. Kot kažejo študije supernov s HST, je najboljše mesto za preučevanje supernov z visoko rdečimi premiki s teleskopom v vesolju, na katerega atmosfera ne vpliva.
Kljub temu je "da bi najbolje izkoristili teleskop v vesolju, je ključnega pomena, da kar najbolje izkoristimo najboljše teleskope na terenu," pravi član SCP Chris Lidman iz evropskega južnega observatorija.
Za supernove v tej študiji je ekipa SCP izumila strategijo, s katero je vesoljski teleskop Hubble lahko hitro odgovoril na odkritja, ki so bila izvedena s tal, kljub temu, da je treba čas HST načrtovati že vnaprej. SCP in Znanstveni inštitut za vesoljski teleskop sta skupaj sodelovala v strategiji za vrhunski učinek.
Trenutna študija, ki temelji na opazovanjih 11 supernov HST, kaže na pot do naslednje generacije raziskav supernove: v prihodnosti bo SuperNova / pospeševalna sonda ali satelit SNAP odkrila na tisoče supernov tipa Ia in izmerila njihove spektre in njihove svetlobne krivine od najzgodnejših trenutkov, preko največje svetlosti, dokler njihova svetloba ne ugasne.
Perlmutter podjetja SCP zdaj vodi mednarodno skupino sodelavcev s sedežem v Berkeley laboratoriju, ki razvijajo SNAP s podporo Urada znanosti ZDA. Mogoče bo najboljši kandidat za pravilno teorijo temne energije kmalu po tem, ko SNAP začne delovati. Kot rezultat se bo odprl svet nove fizike.
"Nove omejitve omega-m, omega-lambda in w iz neodvisnega niza enajstih super rdečih premikov supernove, opaženih s HST," Robert A. Knop in 47 drugih (Supernova Cosmology Project) se bodo pojavile v Astrophysical Časopis in je trenutno na voljo na spletu na naslovu http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0309368.
Berkeley Lab je ameriški nacionalni laboratorij za energetiko v Berkeleyju v Kaliforniji. Izvaja nerazvrščene znanstvene raziskave, upravlja pa jih Kalifornijska univerza.
Izvirni vir: Berkeley News Release
