|
Нейтронные звезды укажут скорость расширения Вселенной
|
|
|
|
В последние годы астрономия пережила небольшой кризис: хотя мы знаем, что Вселенная расширяется, и хотя мы приблизительно знаем, насколько быстро, два основных способа измерения этого расширения не совпадают. Теперь астрофизики из Института Нильса Бора предлагают новый метод, который может помочь разрешить это противоречие. Мы знаем это с тех пор, как Эдвин Хаббл и другие астрономы около 100 лет назад измерили скорости ряда окружающих галактик. Галактики во Вселенной «уносятся» друг от друга этим расширением и поэтому удаляются друг от друга. Чем больше расстояние между двумя галактиками, тем быстрее они расходятся, и точная скорость этого движения является одной из самых фундаментальных величин в современной космологии. Число, описывающее расширение, носит название «постоянная Хаббла» и встречается во множестве различных уравнений и моделей Вселенной и ее составляющих.
|
|
|
|
Поэтому, чтобы понять Вселенную, мы должны знать постоянную Хаббла как можно точнее. Существует несколько методов его измерения; методы, которые взаимно независимы, но, к счастью, дают почти одинаковый результат. То есть почти. Самый интуитивно простой для понимания метод, в принципе, тот же, что Эдвин Хаббл и его коллеги использовали сто лет назад: найдите группу галактик и измерьте их расстояния и скорости. На практике это делается путем поиска галактик с взрывающимися звездами, так называемых сверхновых. Этот метод дополняется другим методом, анализирующим неравномерности так называемого космического фонового излучения; древняя форма света, возникшая вскоре после Большого взрыва. Два метода — метод сверхновой и метод фонового излучения — всегда давали несколько разные результаты. Но любое измерение сопряжено с неопределенностями, а несколько лет назад неопределенности были достаточно существенными, и мы могли винить их в несоответствии.
|
|
|
Тем не менее, по мере совершенствования методов измерения неопределенности уменьшились, и теперь мы достигли точки, когда можем с высокой степенью уверенности заявить, что оба варианта не могут быть правильными. Корень этой «проблемы Хаббла» — то ли неизвестные эффекты, систематически искажающие один из результатов, то ли намек на новую физику, которую еще предстоит открыть — в настоящее время является одной из самых горячих тем астрономии. Одна из самых больших проблем заключается в точном определении расстояний до галактик. Но в недавнем исследовании, опубликованном в журнале Astronomy & Astrophysicals, Альберт Снеппен, доктор философии. Студент астрофизики Центра космического рассвета Института Нильса Бора в Копенгагене предложил новый метод измерения расстояний, тем самым помог урегулировать продолжающийся спор.
|
|
|
|
«Когда две ультракомпактные нейтронные звезды, которые сами по себе являются остатками сверхновых, вращаются вокруг друг друга и в конечном итоге сливаются, они взрываются в новом взрыве — так называемой килоновой звезде», — объясняет Альберт Снеппен. «Недавно мы продемонстрировали, насколько этот взрыв удивительно симметричен, и оказывается, что эта симметрия не только красива, но и невероятно полезна». В третьем исследовании, которое только что было опубликовано в «Астрофизическом журнале», плодовитый доктор философии. Студент показывает, что килоновые, несмотря на их сложность, можно описать одной температурой. И оказывается, что симметрия и простота килоновых позволяют астрономам точно определить, сколько света они излучают. Сравнивая эту яркость с тем, сколько света достигает Земли, исследователи могут вычислить, насколько далеко находится килоновая. Таким образом, они получили новый, независимый метод расчета расстояний до галактик, содержащих килоновые.
|
|
|
|
Дарач Уотсон — доцент Центра «Космический рассвет» и соавтор исследования. Он поясняет: «Сверхновые, которые до сих пор использовались для измерения расстояний до галактик, не всегда излучают одинаковое количество света. Более того, они сначала требуют от нас калибровки расстояния с использованием другого типа звезд, так называемых Цефеиды, которые, в свою очередь, также должны быть откалиброваны. С помощью килоновых мы можем обойти эти сложности, которые вносят неопределенность в измерения». Чтобы продемонстрировать свой потенциал, астрофизики применили этот метод к килоновой, открытой в 2017 году. В результате получается константа Хаббла, более близкая к методу фонового излучения, но сможет ли метод килоновой решить проблему Хаббла, исследователи пока не осмеливаются заявить. «Пока у нас есть только один пример, и нам нужно еще много примеров, прежде чем мы сможем получить надежный результат», — предупреждает Альберт Снеппен. «Но наш метод, по крайней мере, обходит некоторые известные источники неопределенности и является очень «чистой» системой для изучения. Он не требует ни калибровки, ни поправочного коэффициента».
|
|
|
|
Источник
|
