Credit imagine: Hubble
Astronomii au studiat lumina din 11 noi supernove pentru a ajuta la validarea dovezilor că un fel de „energie întunecată” accelerează Universul în afară. Măsurând luminozitatea lor relativă, pot calcula cât de distanțe sunt supernovele de tip Ia. Aceste date recente au fost adunate de o echipă internațională de astronomi care folosesc telescoape la sol pentru a oferi ținte de urmărire pentru Telescopul spațial Hubble. Un nou satelit este planificat, numit SuperNova / Probe de accelerație, care va putea descoperi mii de supernove și urmări cu exactitate exploziile acestora.
Un set unic de 11 supernovee la distanță de tip Ia studiate cu Telescopul Spațial Hubble aruncă o lumină nouă asupra energiei întunecate, conform ultimelor descoperiri ale Proiectului de Supernova Cosmologie (SCP), postat recent la http://www.arxiv.org/abs / astro-ph / 0309368 și va apărea în curând în Jurnalul Astrofizic.
Curbele de lumină și spectrele din cele 11 supernovele îndepărtate constituie „un set de date extraordinar de frumos, cel mai mare astfel de set colectat exclusiv din spațiu”, spune Saul Perlmutter, astrofizician la Laboratorul Național Lawrence Berkeley și lider al SCP. SCP este o colaborare internațională a cercetătorilor din Statele Unite, Suedia, Franța, Regatul Unit, Chile, Japonia și Spania.
Supernovele de tip Ia se numără printre cele mai bune „lumânări standard” din astronomie, atât de asemănătoare, încât luminozitatea lor oferă o distanță de încredere a distanței lor și atât de strălucitoare încât sunt vizibile miliarde de ani lumină.
Noul studiu consolidează descoperirea remarcabilă, anunțată de Supernova Cosmology Project la începutul anului 1998, că extinderea universului se accelerează datorită unei energii misterioase care pătrunde în tot spațiul. Această constatare s-a bazat pe date de la peste trei duzini de supernovele de tip Ia, toate decât una dintre ele observate din pământ. Un grup concurent, Echipa de Căutare a Supernovei High-Z, a anunțat în mod independent rezultate extraordinar de consistente, bazate pe alte 14 supernovee, observate de asemenea cu preponderență de la sol.
Deoarece Telescopul Spațial Hubble (HST) nu este afectat de atmosferă, imaginile sale cu supernovele sunt mult mai clare și mai puternice și oferă măsurători de luminozitate mult mai bune decât sunt posibile de la sol. Robert A. Knop, profesor asistent de fizică și astronomie la Universitatea Vanderbilt din Nashville, Tenn., A condus analiza datelor Supernova Cosmology Project a celor 11 supernove studiate cu HST și a coautorizat raportul Astrophysical Journal cu alți 47 de membri ai SCP.
„Datele HST oferă, de asemenea, un test puternic de extincție a galaxiei gazdă”, spune Knop, referindu-se la îngrijorarea că măsurătorile adevăratei luminozități a supernovelor ar putea fi aruncate de praf în galaxiile îndepărtate, care ar putea absorbi și împrăștia lumina lor. Însă praful ar face și roșu ușor al unei supernovele, cu cât soarele nostru pare mai roșu la apus, din cauza prafului din atmosferă. Deoarece datele din spațiu nu arată o înroșire anomală cu distanța, spune Knop, supernovele „trec testul cu culori zburătoare”.
„Limitarea acestor incertitudini este crucială pentru utilizarea supernovelor? sau orice alte observații astronomice? pentru a explora natura universului ”, spune Ariel Goobar, membru al SCP și profesor de astrofizică de particule la Universitatea Stockholm din Suedia. Testul de extincție, spune Goobar, „elimină orice îngrijorare că praful obișnuit de galaxie gazdă ar putea fi o sursă de părtinire pentru aceste rezultate cosmologice la schimbări ridicate.” (Vezi ce este extincția gazdă-galaxie?)
Termenul pentru misterioasa „gravitație repulsivă” care conduce universul să se extindă tot mai repede este energia întunecată. Noile date sunt capabile să ofere estimări mult mai stricte ale densității relative a materiei și a energiei întunecate din univers: în ipoteze simple, 25% din compoziția universului este materie de toate tipurile, iar 75% este energie întunecată. Mai mult, noile date oferă o măsură mai precisă a „primăvară” a energiei întunecate, presiunea pe care o aplică expansiunii universului pe unitatea de densitate.
Printre numeroasele încercări de a explica natura energiei întunecate, unele sunt permise de aceste noi măsurători? inclusiv constanta cosmologica propusa initial de Albert Einstein? dar altele sunt excluse, inclusiv unele dintre cele mai simple modele ale teoriilor cunoscute sub numele de chintesență. (Vezi ce este energia întunecată?)
Supernovele high-redshift sunt cel mai bun instrument unic pentru măsurarea proprietăților energiei întunecate? și în cele din urmă determinarea care este energia întunecată. Așa cum demonstrează studiile supernovelor cu HST, cel mai bun loc pentru a studia supernovele high-redshift este cu un telescop în spațiu, neafectat de atmosferă.
Cu toate acestea, „Pentru a folosi la maxim un telescop în spațiu, este esențial să utilizezi cât mai bine cele mai fine telescoape de pe teren”, spune Chris Lidman, membru al SCP, al Observatorului European din Sud.
Pentru supernovele din prezentul studiu, echipa SCP a inventat o strategie prin care Telescopul spațial Hubble să poată răspunde rapid la descoperirile făcute de la sol, în ciuda necesității programării timpului HST cu mult timp înainte. Lucrând împreună, SCP și Institutul de Știință a Telescopului Spațial au implementat strategia cu un efect superb.
Studiul actual, bazat pe observații HST a 11 supernovee, indică calea către următoarea generație de cercetări cu supernovele: în viitor, SuperNova / Probe de accelerație sau satelitul SNAP, vor descoperi mii de supernovele de tip Ia și vor măsura spectrele lor și curbe de lumină din primele momente, prin luminozitate maximă, până când lumina lor a dispărut.
Perlmutter al SCP conduce acum un grup internațional de colaboratori cu sediul la Berkeley Lab care dezvoltă SNAP cu sprijinul Biroului de Știință al Departamentului pentru Energie al SUA. Este posibil ca cel mai bun candidat pentru o teorie corectă a energiei întunecate să fie identificat curând după ce SNAP începe să funcționeze. Drept urmare, se va deschide o lume de fizică nouă.
„Noi constrângeri cu omega-m, omega-lambda și w dintr-un set independent de unsprezece supernovee high-redshift observate cu HST”, de Robert A. Knop și alte 47 (Proiectul de Supernova Cosmologie), vor apărea în Astrofizica Jurnal și este disponibil în prezent online la http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0309368.
Berkeley Lab este un laborator național al Departamentului pentru Energie al SUA, situat în Berkeley, California. Conduce cercetări științifice neclasificate și este gestionat de Universitatea din California.
Sursa originală: Comunicat de presă Berkeley
