Нове дослідження, виконане в рамках здійснення проекту «Наднова Карнеґі», дало змогу отримати найкращі калібрування для використання Наднових типу Ia для вимірювання космічних відстаней. Це важливо для розуміння того, як швидко розширюється Всесвіт і яку роль може відігравати в цьому процесі темна енергія. Результати наукової роботи, яку очолював астрономом Кріс Барнс (Chris Burns) з Інституту науки Карнеґі, оприлюднив The Astrophysical Journal.
Наднові типу Ia— неймовірно яскраві зоряні явища. Це потужний вибух білого карлика — щільного залишку зорі, що вичерпала своє ядерне паливо, і яка утворювала подвійну зоряну систему з іншою зорею. Окрім спостережень захопливого вибуху, Наднові типу Ia для астрономів також є важливим інструментом, який використовують як своєрідний маркер для віддалей у Всесвіті, що дає змогу визначити відстані до небесних об’ктів.
Уявлення художника про те, що в астрономії інколи називають «космічна драбина відстані» (cosmic distance ladder), тобто про шкалу космічних відстаней. Цю шкалу визначають за низкою небесних об’єктів (до них належать і Наднові типу Ia), відстані до яких відомі, а тому їх можна використати для знаходження швидкості розширення Всесвіту. Фото з сайту www.sciencedaily.com.
Хоча тонкощі вибуху ще невідомі, але астрономи вважають, що він трапляється, коли маса білого карлика зростає до критичної маси (для термоядерного вибуху — Ред.), тому яскравість вибуху співзалежна від його енергії і відома з теорії. Різниця між прогнозованою яскравістю та яскравістю, спостережуваною із Землі, вказує на відстань до Наднової.
Астрономи використовують ці точні вимірювання відстані, а також швидкість руху галактики, де стався спалах Наднової типу Іа, щоб визначити темп розширення Всесвіту. Завдяки тому, що швидкість світла має стале значення, можна виміряти темп розширення Всесвіту не лише нині: спостерігаючи що дальші від нас об’єкти в космосі, ми бачимо їх на різних етапах еволюції Всесвіту й можемо виміряти, як швидко він розширювався в далекому минулому. Це привело до дивного відкриття наприкінці 1990-х років — розширення Всесвіту нині прискорюється через відштовхувальний ефект загадкової «темної» енергії. Досконаліша оцінка відстаней, зроблена з допомогою Наднових типу Ia, допоможе астрономам краще зрозуміти ту роль, яку відіграє темна енергія в цьому космічному розширенні.
«Починаючи від Едвіна Габбла, астрономи Інституту Карнеґі мають довгу історію роботи над визначенням значення сталої Габбла, зокрема й дуже важливий внесок у розуміння розширення Всесвіту, зроблений Еланом Сендіджем та Венді Фрідман», — сказав директор обсерваторій Інституту Карнегі Джон Мулхей (John Mulchaey).
Але, яскравість вибухів Наднових типу Ia, неоднакова. У 1993 р. астроном з Інституту Карнеґі Марк Філліпс (Mark Phillips) показав: триваліші в часі вибухи яскравіші, ніж ті, що згасають швидко. Ця особливість, яку називають співвідношенням Філліпса, дозволила групі астрономів у Чилі вдосконалити метод визначення відстаней на основі Наднових типу Ia.
Вирішальним для цього стало вивчення випромінювання Наднових у ближній інфрачервоній ділянці спектра. Щоб досягти телескопів, світло від таких вибухів має пройти крізь космічний пил. Але дрібні міжзоряні пилинки розсіюють світло з синьої ділянки спектра більше, ніж з червоної, — саме тому крізь дим лісового вогнища все має червоний вигляд. Це може спонукати астрономів вважати, що Наднова лежить далі, ніж вона є. Однак спостереження в інфрачервоному діапазоні дають змогу астрономам чіткіше бачити через цю пилову завісу.
«Одним з головних завдань проекту «Наднова Карнеґі» було укладання високоякісної вибірки Наднових та надійних методів визначення їхніх відстаней», — сказав головний автор дослідження Барнс. «Якість цих даних дає нам змогу краще визначати вимірювання, зважаючи на ефект розсіювання від космічного пилу», — додав Марк Філліпс, астроном з Обсерваторії Карнеґі Лас-Кампанас в Чилі, співавтор статті в Astrophysical Journal.
Калібрування цих маркерів відстані є надзвичайно важливим, оскільки існують розбіжності між різними методами визначення швидкості розширення Всесвіту. Значення сталої Габбла можна оцінити за результатами реєстрації фонового випромінювання, що залишилося від епохи раннього Всесвіту. Це космічне мікрохвильове фонове випромінювання з високою точністю та витонченою деталізацією виміряли з допомогою космічного апарата «Планка». Такі вимірювання вказують на те, що Всесвіт розширюється повільніше, ніж це слідує з вимірювань на основі визначення відстаней за Надновими типу Ia.
«Ця невідповідність може вказувати на нову фізику, але тільки в тому разі, якщо вона справді існує», — пояснив Барнс. «Отже, нам треба максимально точно визначати Наднові типу Ia, а також всі можливі при цьому помилки та їхні джерела».
За інф. з сайту www.sciencedaily.com підготував Іван Крячко
