Przejdź do głównej zawartości

Świecące jasno przez wieki – supernowe typu Ia

Dokładne pomiary odległości mają w astronomii kluczowe znaczenie. Supernowa typu Ia jest jednym z niewielu obiektów, którym możemy ufać przy pomiarach odległości, ponieważ mają stały pik jasności. Ale czy jasność takiej supernowej może się znacznie zmienić w zależności od właściwości jej macierzystej galaktyki? Co to oznacza dla naszego rozumienia ciemnej energii?


Latarnie morskie w odległym Wszechświecie
Supernowe typu Ia to tak zwane świece standardowe – wiemy, jaka jest ich jasność na określonej odległości, a kiedy obserwujemy te supernowe w odległych galaktykach, możemy ekstrapolować, aby określić, jak daleko są te galaktyki. Podobnie jak latarnie morskie, im słabsza jest supernowa typu Ia, tym jest odleglejsza.

Dokładne pomiary odległości stanowią kręgosłup astronomii, a supernowe typu Ia są szczególnie cenne, ponieważ pozwalają nam mierzyć bardzo duże odległości będące poza zasięgiem innych świec standardowych. Jednak właściwości supernowych typu Ia były i są określane empirycznie, więc błędne założenie o supernowej może spowodować błędne obliczenia w dalszej części.

Odległości do supernowych typu Ia odgrywają rolę w dość sporej części astronomii: pomiary stałej Hubble’a. Wartość stałej Hubble’a jest mierzona na jeden z dwóch sposobów: za pomocą kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła (CMB) oraz za pomocą supernowych typu Ia i gwiazd zmiennych zwanych Cefeidami wykorzystywanych do pomiaru odległości i prędkości odległych galaktyk. Jednak wartość mierzona za pomocą supernowych jest znacznie większa niż wartość zmierzona za pomocą CMB – i sugeruje obecność ciemnej energii, tajemniczej energii, która przyspiesza ekspansję Wszechświata.

Ostatnio wysunięto hipotezę, że pomiar oparty o supernowe jest stronniczy z powodu przeoczonego związku między pikami jasności supernowych typu Ia a wiekiem ich galaktyk macierzystych. Uwzględnienie tej zależności jasność-wiek, jeżeli się utrzyma, może wyeliminować wymaganie ciemnej materii i zmniejszyć rozbieżność między dwoma pomiarami stałej Hubble’a. Jednak nowe badanie prowadzone przez Benjamina Rose'a (Space Telescope Science Institute) teraz obala tę proponowaną zależność.

Przykładowe korekty
Rose i jego współpracownicy rozpoczęli analizę od zbadania próbki 34 supernowych typu Ia, które wykorzystano do stwierdzenia możliwej relacji jasności do wieku. Autorzy stwierdzili, że 10 supernowych w tej próbce nie spełnia co najmniej jednej z redukcji jakości zwykle stosowanych w badaniach kosmologicznych. Uwzględniają supernowe, które nie były obserwowane przed ich szczytową jasnością i w ogóle jest brak obserwacji.

Rose i współpracownicy twierdzą również, że wcześniejsze badanie nie uwzględniało poprawnie błędu odległości supernowych typu Ia. Po uwzględnieniu tych błędów i dokonaniu redukcji jakości w próbce supernowych, stosunek jasności do wieku wydaje się nieistotny dla pomiarów stałej Hubble’a.

Zespół próbował ustalić relację jasności do wieku przy użyciu większej, solidnej próbki 254 supernowych typu Ia. Nie znaleźli wystarczającej zależności, która sugerowała by, że odległości do supernowych zostały niedoszacowane – dlatego nie powinno być żadnych zmian w pomiarze stałej Hubble’a opartym na supernowych.

Chociaż ta szczególna zależność mogła się nie powtarzać, Rose i jego współpracownicy zgadzają się, że właściwości supernowych typu Ia muszą być ograniczone w jak największym stopniu, aby można było wykonać wiarygodne pomiary odległości. Na razie jednak wygląda na to, że ciemna energia może tu zostać.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu. Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu. Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach. Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz. W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę.

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi. Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego. „Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy. Do odkrycia naukowc

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne. Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”. Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przeds