Skoraj vsaka posamezna astronomska meritev je odvisna od Hubblove konstante, števila, ki izračuna širitev Vesolja. To potrjuje, da je vesolje še vedno staro med 12 in 14 milijard let.
Kritično pomembna številka, ki določa hitrost širjenja vesolja, tako imenovana Hubblova konstanta, je bila neodvisno določena z NASA-inim rentgenskim opazovalnikom Chandra. Ta nova vrednost se ujema z nedavnimi meritvami z drugimi metodami in razširja njihovo veljavnost na večje razdalje, kar astronomom omogoča, da preizkušajo prejšnje epohe v evoluciji vesolja.
"Razlog, da je ta rezultat tako pomemben, je ta, da potrebujemo konstanto Hubble, da nam pove velikost vesolja, njegovo starost in koliko snovi vsebuje," je dejal Max Bonamente iz Nasinega vesoljskega letališkega centra za vesoljske letenja Marshalla (MSFC) v Huntsvilleu, Ala., Glavni avtor v prispevku, ki opisuje rezultate. "Astronomi morajo tej številki popolnoma zaupati, ker jo uporabljamo za nešteto izračunov."
Hubblova konstanta se izračuna z merjenjem hitrosti, s katero se predmeti oddaljujejo od nas, in deljenjem z njihovo razdaljo. Večina prejšnjih poskusov določitve Hubblove konstante je bila uporabljena z večstopenjskim pristopom ali lestvijo na daljavo, pri kateri je razdalja do bližnjih galaksij uporabljena kot osnova za določanje večjih razdalj.
Najpogostejši pristop je bil uporaba dobro raziskanega tipa pulzirajoče zvezde, znane kot cefidska spremenljivka, v povezavi z bolj oddaljenimi supernovami za sledenje razdalj po vesolju. Znanstveniki, ki uporabljajo to metodo in opazovanja s Hubblovega vesoljskega teleskopa, so lahko izmerili Hubble konstanto do 10%. Toda samo neodvisni pregledi bi jim dali zaupanje, ki so si ga želeli, če upoštevamo, da velik del našega razumevanja Vesolja visi v tehtnici.
Z združevanjem rentgenskih podatkov iz Chandre z radijskimi opazovanji galaksijskih grozdov je skupina določila oddaljenosti do 38 skupin galaksij, ki so od 1,4 milijarde do 9,3 milijarde svetlobnih let od Zemlje. Ti rezultati se ne opirajo na tradicionalno lestvico na daljavo. Bonamente in njegovi sodelavci ugotavljajo, da je Hubble stalnica 77 kilometrov na sekundo na megaparsec (megaparsec je enak 3,26 milijona svetlobnih let), pri čemer je negotovost znašala približno 15%.
Ta rezultat se ujema z vrednostmi, določenimi z uporabo drugih tehnik. Na podlagi opazovanj vesoljskega teleskopa Hubble je bilo za predhodno ugotovljeno, da je Hubblova konstanta znašala 72, dajte 8 kilometrov na sekundo na kiloparsec. Novi rezultat Chandra je pomemben, saj ponuja neodvisno potrditev, da so znanstveniki iskali in določa starost vesolja med 12 in 14 milijardami let.
"Ti novi rezultati so popolnoma neodvisni od vseh predhodnih metod merjenja Hubblove konstante," je dejal član skupine Marshall Joy, tudi iz MSFC.
Astronomi so uporabili fenomen, znan kot učinek Sunyaev-Zeldovich, kjer fotoni v kozmičnem mikrovalovnem ozadju (CMB) med vročim plinom, ki prežema ogromne grozdaste galaksije, posegajo z elektroni. Fotoni pridobivajo energijo iz te interakcije, ki izkrivlja signal iz mikrovalovnega ozadja v smeri grozdov. Velikost tega izkrivljanja je odvisna od gostote in temperature vročih elektronov in fizične velikosti grozda. Z radijskimi teleskopi za merjenje izkrivljanja mikrovalovnega ozadja in Chandra za merjenje lastnosti vročega plina je mogoče določiti fizično velikost grozda. Na podlagi fizične velikosti in preprostega merjenja kota, ki ga podkrepi grozd, se lahko geometrijska pravila uporabijo za izhodišče njegove razdalje. Hubblova konstanta se določi z deljenjem predhodno izmerjenih hitrosti grozda na te na novo izpeljane razdalje.
Ta projekt je podprl oblikovalec ogledala teleskopskega ogledala Chandra, Leon Van Speybroeck, ki je umrl leta 2002. Temelj je bil postavljen, ko sta člana ekipe John Carlstrom (University of Chicago) in Marshall Joy skrbno radijsko merila popačenost sevanja CMB s pomočjo radia teleskopi na arkadi Berkeley-Illinois-Maryland in radijski observatorij Caltech Owens Valley. Za merjenje natančnih rentgenskih lastnosti plina v teh oddaljenih grozdih je bil potreben vesoljski rentgenski teleskop z ločljivostjo in občutljivostjo Chandra.
"Bil je eden izmed Leonovih ciljev, da se ta projekt zgodi, in zelo sem ponosen, da se je to uresničilo," je povedal znanstvenik Chandra projekta Martin Weisskopf iz MSFC.
Rezultati so opisani v prispevku, objavljenem v 10. številki revije The Astrophysical Journal. MSFC upravlja program Chandra za Direktorat za znanstveno misijo agencije. Smithsonian Astrophysical Observatory nadzoruje znanost in letalske operacije iz rentgenskega centra Chandra, Cambridge, Mass.
Izvirni vir: Chandra News Release
