Ovaj grafikon ilustrira cefidski odnos razdoblja i svjetline, koji znanstvenici koriste za izračunavanje veličine, starosti i brzine širenja svemira. Zasluge: NASA / JPL-Caltech / Carnegie
Koliko se brzo naš Univerzum širi? Tijekom desetljeća postojale su različite procjene korištene i burne rasprave o tim aproksimacijama, ali sada su podaci iz Spiterskog svemirskog teleskopa dali najpreciznije mjerenje dosad Hubbleove konstante ili brzine kojom se naš svemir raspada. Rezultat? Svemir postaje malo veći malo brže nego što se prije mislilo.
Novo rafinirana vrijednost za Hubble konstantu je 74,3 plus ili minus 2,1 kilometar u sekundi po megaparseku.
Najnovija procjena proizlazi iz studije svemirskog teleskopa Hubble, sa 74,2 plus ili minus 3,6 kilometara u sekundi po megaparseku. Megaparsec je težak oko 3 milijuna svjetlosnih godina.
Kako bi obavili nova mjerenja, Spitzerovi znanstvenici promatrali su pulsirajuće zvijezde nazvane cefied promjenjive zvijezde, iskorištavajući priliku što su ih mogli promatrati u infracrvenom svjetlu dugih valova. Uz to, nalazi su kombinirani s ranije objavljenim podacima NASA-ove Wilkinson mikrovalne pećnice za anizotropiju (WMAP) o tamnoj energiji. Nova odlučnost smanjuje neizvjesnost na tri posto, što predstavlja ogroman skok u točnost za kozmološka mjerenja, kažu znanstvenici.
WMAP je dobio neovisno mjerenje tamne energije, za koju se smatra da pobjeđuje u borbi protiv gravitacije, razdvajajući tkaninu svemira. Istraživanje temeljeno na ovom ubrzanju prikupilo je istraživače Nobelove nagrade za fiziku za 2011. godinu.
Konstanta Hubble nazvana je po astronomu Edwinu P. Hubbleu koji je zadivio svijet 1920-ih potvrdivši da se naš svemir proširio otkad je eksplodirao u 13,7 milijardi godina. Krajem 1990-ih astronomi su otkrili kako se širenje ubrzava, odnosno ubrzava s vremenom. Određivanje brzine širenja presudno je za razumijevanje starosti i veličine svemira.
"Ovo je velika zagonetka", rekla je vodeća autorica nove studije Wendy Freedman iz Opservatorija Carnegie Institucije za znanost u Pasadeni. "Uzbudljivo je to što smo mogli koristiti Spitzera za rješavanje osnovnih problema u kozmologiji: precizne brzine kojom se svemir širi u trenutnom vremenu, kao i za mjerenje količine tamne energije u svemiru iz drugog kuta." Freedman je vodio revolucionarnu studiju svemirskog teleskopa Hubble koja je ranije mjerila Hubble konstantu.
Glenn Wahlgren, znanstvenik iz Spitzera iz sjedišta NASA-e u Washingtonu, rekao je da bolji pogled cefeida omogućuje Spitzeru da se poboljša u prošlim mjerenjima Hubbleove konstante.
"Ove pulsirajuće zvijezde vitalni su koraci u onome što astronomi nazivaju ljestvicom kozmičke udaljenosti: skup objekata s poznatim udaljenostima koji u kombinaciji s brzinama kojom se predmeti odmiču od nas otkrivaju brzinu širenja svemira", rekao je Wahlgren.
Cefidi su ključni za proračun, jer se njihove udaljenosti od Zemlje mogu lako izmjeriti. Godine 1908. Henrietta Leavitt otkrila je ove zvijezde pulsiraju brzinom koja je izravno povezana s njihovom unutarnjom svjetlošću.
Da biste vizualizirali zašto je to važno, zamislite da neko odlazi od vas dok nosi svijeću. Što je dalje svijeća putovala, to će se više prigušiti. Njegova prividna svjetlost otkrila bi udaljenost. Isti princip vrijedi i za cefeide, standardne svijeće u našem kozmosu. Mjereći koliko su sjajne na nebu i uspoređujući to s poznatom svjetlošću kao da su izbliza, astronomi mogu izračunati udaljenost od Zemlje.
Spitzer je promatrao 10 cefeida u našoj galaksiji Mliječni put i 80 u obližnjoj susjednoj galaksiji zvanoj Veliki magelanski oblak. Bez kozmičke prašine koja im je blokirala pogled, Spitzerov istraživački tim bio je u mogućnosti dobiti preciznija mjerenja prividne svjetline zvijezda, a time i njihovih udaljenosti. Ti su podaci otvorili put za novu i poboljšanu procjenu brzine širenja našeg svemira.
"Prije nešto više od desetljeća, korištenje riječi" preciznost "i" kozmologija "u istoj rečenici nije bilo moguće, a veličina i starost svemira nisu bili poznati po faktoru dva", rekao je Freedman. „Sada govorimo o točnosti od nekoliko posto. Vrlo je izvanredno. "
"Spitzer se opet bavi znanošću izvan onoga što je namijenjeno", rekao je znanstvenik Michael Michael Werner iz NASA-inog laboratorija za mlazni pogon. Werner je na misiji radio od rane faze koncepcije prije više od 30 godina. "Prvo, Spitzer nas je iznenadio svojom pionirskom sposobnošću proučavanja atmosfere egzoplaneta," rekao je Werner, "a sada je, u kasnijim godinama misije, postao vrijedan alat za kozmologiju."
Studija se pojavljuje u Astrophysical Journal.
Rad na arXiv: Kalibracija u središnjem infracrvenom obliku Hubble konstante
Izvor: JPL
