Майже кожне астрономічне вимірювання залежить від постійної Хаббла - числа, що обчислює розширення Всесвіту. Це підтверджує, що Всесвіту все ще є від 12 до 14 мільярдів років.
Критично важливе число, яке визначає швидкість розширення Всесвіту, так звана константа Хаббла, було незалежно визначено за допомогою рентгенівської обсерваторії Чандра NASA. Це нове значення відповідає останнім вимірам, використовуючи інші методи, і розширює їх дію на більші відстані, тим самим дозволяє астрономам досліджувати більш ранні епохи в еволюції Всесвіту.
"Причина цього результату настільки значна, що нам потрібна константа Хаббла, щоб повідомити нам про розмір Всесвіту, його вік і скільки речовини він містить", - сказав Макс Бонаменте з Центру космічних польотів Маршалла NASA (MSFC) в Хантсвіллі, Ала., Провідний автор статті з описом результатів. "Астрономам абсолютно потрібно довіряти цьому номеру, оскільки ми використовуємо його для незліченних розрахунків".
Константа Хаббла обчислюється шляхом вимірювання швидкості, з якою об'єкти віддаляються від нас, і ділення на їх відстань. Більшість попередніх спроб визначення константи Хаббла були залучені за допомогою багатоступінчастої або дистанційної сходи, під час якої відстань до довколишніх галактик використовується як основа для визначення більших відстаней.
Найпоширенішим підходом було використання добре вивченого типу пульсуючої зірки, відомої як змінна Цефеїда, у поєднанні з більш віддаленими надновами для відстеження відстаней у Всесвіті. Вчені, використовуючи цей метод та спостереження з космічного телескопа Хаббла, змогли виміряти константу Хаббла в межах 10%. Однак лише незалежні перевірки нададуть їм бажаної впевненості, враховуючи, що значна частина нашого розуміння Всесвіту знаходиться в балансі.
Поєднуючи рентгенівські дані з Чандри з радіоспостереженнями кластерів галактик, команда визначила відстані до 38 кластерів галактик, що сягають від 1,4 мільярда до 9,3 мільярда світлових років від Землі. Ці результати не покладаються на традиційні дистанційні сходи. Бонаменте та його колеги вважають, що константа Хаббла становить 77 кілометрів на секунду на мегапарсек (мегапарсек дорівнює 3,26 мільйона світлових років) з невизначеністю близько 15%.
Цей результат узгоджується зі значеннями, визначеними за допомогою інших методик. За результатами спостережень космічного телескопа Хаббла раніше було встановлено, що константа Хаббла становить 72, дають або беруть 8 кілометрів на секунду за кілопарсек. Новий результат Чандри є важливим, оскільки він пропонує незалежне підтвердження того, що вчені домагалися і встановлювали вік Всесвіту між 12 і 14 мільярдами років.
"Ці нові результати повністю не залежать від усіх попередніх методів вимірювання константи Хаббла", - сказав член команди Маршалл Джой, також з MSFC.
Астрономи використовували явище, відоме як ефект Суньяєва-Зельдовича, де фотони на космічному мікрохвильовому фоні (КМБ) взаємодіють з електронами в гарячому газі, який пронизує величезні скупчення галактик. Фотони отримують енергію від цієї взаємодії, яка спотворює сигнал з мікрохвильового фону у напрямку кластерів. Величина цього спотворення залежить від щільності та температури гарячих електронів та фізичного розміру кластера. Використовуючи радіотелескопи для вимірювання спотворень мікрохвильового фону та Чандру для вимірювання властивостей гарячого газу, можна визначити фізичний розмір кластера. З цього фізичного розміру та простого вимірювання кута, що підлягає кластеру, правила геометрії можуть бути використані для отримання його відстані. Константа Хаббла визначається діленням раніше виміряних швидкостей кластера на ці щойно отримані відстані.
Цей проект підтримував дизайнер дзеркал телескопа Чандра Леон Ван Спейброк, який помер у 2002 році. Основа була закладена, коли члени команди Джон Карлстром (Університет Чикаго) та Маршалл Джой отримали ретельне радіовимірювання спотворень випромінювання CMB за допомогою радіо телескопи в масиві Берклі-Іллінойс-Меріленд і радіообсерваторією Caltech Owens Valley. Для вимірювання точних рентгенологічних властивостей газу в цих далеких кластерах був потрібен космічний рентгенівський телескоп з роздільною здатністю та чутливістю Чандри.
"Це було однією з цілей Леона - побачити цей проект, і я дуже пишаюся тим, що це здійснилося", - сказав науковець проекту Chandra Мартін Вайскопф з MSFC.
Результати описуються у статті, що з’являється у номері, що вийшов у серпні 10-го серпня журналу «Астрофізичний журнал». MSFC керує програмою «Чандра» для управління наукової місії агентства. Смітсонівська астрофізична обсерваторія контролює наукові та льотні операції з рентгенівського центру Чандра, Кембридж, штат Массачусетс.
Оригінальне джерело: Chandra News Release
