Bildekreditt: Hubble
Astronomer har studert lyset fra 11 nye supernovaer for å bidra til å validere beviset for at en slags "mørk energi" akselererer universet fra hverandre. Ved å måle deres relative lysstyrke, kan de beregne hvor fjerne supernovene Type Ia er. Disse siste dataene ble samlet av et internasjonalt team av astronomer som brukte bakketeleskoper for å gi oppfølgingsmål for Hubble-romteleskopet. Det planlegges en ny satellitt, kalt SuperNova / Acceleration Probe, som vil kunne oppdage tusenvis av supernova og spore eksplosjonene deres nøyaktig.
Et unikt sett med 11 fjerne type Ia-supernovaer studert med Hubble-romteleskopet kaster nytt lys på mørk energi, ifølge de siste funnene fra Supernova Cosmology Project (SCP), som nylig ble postet på http://www.arxiv.org/abs / astro-ph / 0309368 og vil snart vises i Astrophysical Journal.
Lyskurver og spektre fra de 11 fjerne supernovaene utgjør "et påfallende vakkert datasett, det største slikt sett samlet bare fra verdensrommet," sier Saul Perlmutter, en astrofysiker ved Lawrence Berkeley National Laboratory og leder for SCP. SCP er et internasjonalt samarbeid med forskere fra USA, Sverige, Frankrike, Storbritannia, Chile, Japan og Spania.
Type Ia-supernovaer er blant astronomiens beste “standardlys”, så like at lysstyrken gir et pålitelig mål for deres avstand, og så lyse at de er synlige milliarder av lysår unna.
Den nye studien forsterker den bemerkelsesverdige oppdagelsen, kunngjort av Supernova Cosmology Project tidlig i 1998, at utvidelsen av universet akselererer på grunn av en mystisk energi som gjennomsyrer all verdensrommet. Dette funnet var basert på data fra over tre dusin supernovaer av type Ia, alle unntatt en av dem observert fra bakken. En konkurrerende gruppe, High-Z Supernova Search Team, kunngjorde uavhengig slående konsistente resultater, basert på ytterligere 14 supernovaer, også overveiende observert fra bakken.
Fordi Hubble-romteleskopet (HST) ikke påvirkes av atmosfæren, er bildene av supernovaene mye skarpere og sterkere og gir mye bedre lysmålinger enn det som er mulig fra bakken. Robert A. Knop, assisterende professor i fysikk og astronomi ved Vanderbilt University i Nashville, Tenn., Ledet Supernova Cosmology Project sin dataanalyse av de 11 supernovaene som ble studert med HST og medforfatter til Astrophysical Journal-rapporten med de 47 andre medlemmene av SCP.
"HST-dataene gir også en sterk test av utryddelse av vertsgalaksen," sier Knop, og viser til bekymring for at målinger av supernovaes virkelige lysstyrke kan kastes av støv i fjerne galakser, som kan absorbere og spre lyset deres. Men støv ville også gjøre en supernovas lys rødere, omtrent som solen vår ser rødere ved solnedgang på grunn av støv i atmosfæren. Fordi dataene fra verdensrommet ikke viser noe avvikende rødhet med avstand, sier Knop, overleverer supernovaene testen med flygende farger.
“Å begrense slike usikkerheter er avgjørende for å bruke supernovaer? eller noen andre astronomiske observasjoner? å utforske universets natur, sier Ariel Goobar, medlem av SCP og professor i partikkelastrofysikk ved Stockholms universitet i Sverige. Utryddelsestesten, sier Goobar, "eliminerer enhver bekymring for at vanlig vert-galakstøv kan være en kilde til skjevhet for disse kosmologiske resultatene ved høye rødforskyvninger." (Se Hva er Host-Galaxy Extinction?)
Begrepet for den mystiske "frastøtende tyngdekraften" som driver universet til å utvide seg stadig raskere, er mørk energi. De nye dataene er i stand til å gi mye strammere estimater av den relative tettheten av materie og mørk energi i universet: under enkle forutsetninger er 25 prosent av sammensetningen av universet materie av alle typer, og 75 prosent er mørk energi. Dessuten gir de nye dataene et mer presist mål på "fjærheten" i den mørke energien, trykket som det påfører universets utvidelse per tetthetsenhet.
Blant de mange forsøkene på å forklare naturen til mørk energi, tillates noen av disse nye målingene? inkludert den kosmologiske konstanten som opprinnelig ble foreslått av Albert Einstein? men andre er utelukket, inkludert noen av de enkleste modellene for teoriene kjent som kvintessens. (Se Hva er mørk energi?)
Supernovaer med høy rødskift er det beste enkeltverktøyet for å måle egenskapene til mørk energi? og til slutt bestemme hva mørk energi er. Som supernovastudier med HST demonstrerer, er det beste stedet å studere høye rødskiftesupernovaer med et teleskop i verdensrommet, upåvirket av atmosfæren.
Likevel, "for å utnytte et teleskop best mulig i verdensrommet, er det viktig å utnytte de beste teleskopene på bakken best mulig," sier SCP-medlem Chris Lidman fra European Southern Observatory.
For supernovaene i denne studien, oppfant SCP-teamet en strategi der Hubble-romteleskopet raskt kunne svare på funn gjort fra bakken, til tross for behovet for å planlegge HST-tid lang tid i forveien. Sammen med implementerte SCP og Space Telescope Science Institute strategien med suveren effekt.
Den nåværende studien, basert på HST-observasjoner av 11 supernovaer, peker veien til neste generasjon supernova-forskning: fremover vil SuperNova / Acceleration Probe, eller SNAP-satellitt, oppdage tusenvis av super Ina supernovaer og måle spektra og deres lyskurver fra de første øyeblikkene, gjennom maksimal lysstyrke, til lyset deres har dødd bort.
SCPs Perlmutter leder nå en internasjonal gruppe av samarbeidspartnere basert på Berkeley Lab som utvikler SNAP med støtte fra U.S. Department of Energy's Office of Science. Det kan være at den beste kandidaten for en riktig teori om mørk energi vil bli identifisert like etter at SNAP begynner å operere. En verden av ny fysikk vil åpne som et resultat.
“Nye begrensninger på omega-m, omega-lambda og w fra et uavhengig sett med elleve høye rødskiftesupernovaer observert med HST,” av Robert A. Knop og 47 andre (Supernova Cosmology Project), vil vises i Astrophysical Journal og er for øyeblikket tilgjengelig online på http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0309368.
Berkeley Lab er et amerikansk Department of Energy nasjonalt laboratorium lokalisert i Berkeley, California. Den driver uklassifisert vitenskapelig forskning og ledes av University of California.
Originalkilde: Berkeley News Release
