Peaaegu iga üksik astronoomiline mõõtmine sõltub Hubble'i konstandist - arvust, mis arvutab Universumi paisumise. See kinnitab, et Universum on endiselt 12–14 miljardit aastat vana.
Kriitiliselt oluline arv, mis täpsustab Universumi paisumiskiirust, nn Hubble'i konstant, on sõltumatult kindlaks määratud NASA Chandra röntgenikiirguse vaatluskeskuse abil. See uus väärtus vastab hiljutistele mõõtmistele, kasutades muid meetodeid, ja laiendab nende kehtivust suurematele vahemaadele, võimaldades astronoomidel uurida varasemaid ajastuid Universumi arengus.
"Põhjus, miks see tulemus on nii oluline, on see, et vajame Hubble'i konstanti, et öelda meile Universumi suurus, vanus ja kui palju ainet see sisaldab," ütles Max Bonamente NASA Marshalli kosmoselennukeskusest (MSFC) Huntsville'is, Ala., Juhtiv autor tulemusi kirjeldaval paberil. "Astronoomid peavad seda numbrit kindlasti usaldama, sest me kasutame seda lugematute arvutuste jaoks."
Hubble'i konstant arvutatakse, mõõtes kiiruse, millega objektid meist eemalduvad, ja jagades selle vahemaaga. Enamik eelnevaid Hubble'i konstandi määramise katseid on seotud mitmeastmelise või kaugusredeli abil lähenemisega, mille korral suuremate vahemaade määramisel võetakse aluseks kaugus läheduses asuvate galaktikateni.
Kõige tavalisem lähenemisviis on olnud kasutada hästi uuritud tüüpi pulseerivat tähte, mida tuntakse Cepheidi muutujana, koos kaugemate supernoovadega, et jälgida vahemaad kogu Universumis. Seda meetodit kasutavad teadlased ja Hubble'i kosmoseteleskoobi vaatlused suutsid mõõta Hubble'i konstanti 10% täpsusega. Ainult sõltumatud kontrollid annaksid neile aga soovitud enesekindluse, arvestades, et suur osa meie arusaamast universumist ripub tasakaalus.
Kombineerides Chandra röntgenkiirguse andmeid galaktikaparvede raadiovaatlustega, määras meeskond kaugused 38 galaktikoklastrini Maast 1,4 miljardist kuni 9,3 miljardi valgusaastani. Need tulemused ei tugine traditsioonilistele distantsiredelitele. Bonamente ja tema kolleegid leiavad, et Hubble'i konstant on 77 kilomeetrit sekundis megaparseci kohta (megaparsec võrdub 3,26 miljoni valgusaastaga), määramatusega umbes 15%.
See tulemus on kooskõlas muude meetoditega määratud väärtustega. Hubble'i kosmoseteleskoobi vaatluste põhjal leiti, et Hubble'i konstant on 72, anna või võta 8 kilomeetrit sekundis kiloparseci kohta. Uus Chandra tulemus on oluline, kuna see pakub sõltumatut kinnitust, et teadlased on otsinud ja fikseerinud Universumi vanuse 12–14 miljardit aastat.
"Need uued tulemused on täiesti sõltumatud kõigist varasematest Hubble'i konstandi mõõtmise meetoditest," ütles meeskonna liige Marshall Joy ka MSFC-st.
Astronoomid kasutasid Sunjajevi-Zeldovitši efektina tuntud nähtust, kus kosmilise mikrolaine foonis (CMB) olevad footonid interakteeruvad kuuma gaasi elektronidega, mis tungivad tohututesse galaktikaparvedesse. Selle interaktsiooni käigus omandavad footonid energiat, mis moonutab signaali mikrolaine taustalt klastrite suunas. Selle moonutuse suurus sõltub kuumade elektronide tihedusest ja temperatuurist ning klastri füüsikalisest suurusest. Kasutades raadioteleskoope mikrolaine fooni moonutuste mõõtmiseks ja Chandrat kuuma gaasi omaduste mõõtmiseks, saab määrata klastri füüsikalise suuruse. Selle füüsikalise suuruse ja klastri esitatud nurga lihtsa mõõtmise abil saab geomeetriareeglite abil tuletada selle vahemaad. Hubble'i konstant määratakse kindlaks, jagades eelnevalt mõõdetud klastri kiirused nende värskelt saadud vahemaadega.
Seda projekti võitis Chandra teleskooppeeglite kujundaja Leon Van Speybroeck, kes suri 2002. aastal. Vundament pandi paika, kui meeskonna liikmed John Carlstrom (Chicago ülikool) ja Marshall Joy said raadio teel CMB kiirguse moonutuste hoolika mõõtmise. teleskoobid Berkeley-Illinois-Maryland Array ja Caltech Owens Valley raadio vaatluskeskuses. Gaasi täpsete röntgenkiirguse omaduste mõõtmiseks nendes kaugemates klastrites oli vaja Chandra eraldusvõime ja tundlikkusega kosmosepõhist röntgenteleskoopi.
"Selle projekti teoks tegemine oli Leoni üks eesmärke ja see teeb mind väga uhkeks, et näen seda teoks saavat," ütles Chandra projekti teadlane Martin Weisskopf MSFC-st.
Tulemusi on kirjeldatud artiklis Astrophysical Journal 10. augusti numbris ilmunud artiklis. MSFC juhib agentuuri teadusmissioonide direktoraadi programmi Chandra. Smithsoniani astrofüüsikaline vaatluskeskus kontrollib teadust ja lennutegevust Chandra röntgenikeskuses, Cambridge, Mass.
Algne allikas: Chandra pressiteade
