Sarkanie milži padziļina kosmiskās izplešanās noslēpumu

Jaunā mērīšanas metode pirmo reizi atrod Habla konstantes starpposma vērtību

Noteiktu sarkano milzu zvaigžņu posmu var izmantot kā kosmiskās izplešanās joslu. Viņu noteiktā Habla konstantes vērtība tagad rada pārsteigumu. © NASA
lasīt skaļi

Starp krēsliem: astronomi pirmo reizi ar sarkano milžu palīdzību ir noteikuši kosmiskās izplešanās tempu - un panākuši pārsteidzošu rezultātu. Tā kā viņu jaunā Habla konstantes vērtība atrodas starp vērtībām, kuras nosaka, izmantojot supernovas un cepheids, no vienas puses, un kosmiskā fona starojumu, no otras puses. Tas rada jaunus jautājumus par to, kas slēpjas aiz šīs mīklainās neatbilstības.

Skaidrs ir viens: mūsu Visums paplašinās - un šī paplašināšanās ir pat paātrinājusies pēdējos miljardos gadu. Bet precīzs kosmiskās izplešanās temps ir diskutabls - un līdz ar to Habla konstantes vērtība - viens no mūsu standarta kosmoloģiskā modeļa stūrakmeņiem. "Habla konstante ir parametrs, kas nosaka kosmosa mērogu, lielumu un vecumu, " skaidro Vendija Brīvmane no Čikāgas universitātes.

Noslēpumaina neatbilstība

Problēma tomēr ir tā, ka dažādas kosmiskās izplešanās mērīšanas metodes dod ļoti atšķirīgus rezultātus. Balstoties uz kosmisko fona starojumu, tiek iegūta Habla konstante aptuveni 67 kilometri sekundē uz megaparseku. Bet mērījumi, kuru pamatā ir supernovas, gravitācijas lēcas un mainīgās zvaigznes, tā sauktie kefīdi, dod Habla konstantes no 72 līdz 74 - un tādējādi daudz ātrāku izplešanos.

"Protams, tas rada jautājumus par šīs neatbilstības cēloni, " saka Freedman. Teorētiski par novirzēm varētu būt saistīti traucējoši faktori mērījumos, taču tas kļūst arvien maz ticams, jo pieaug mērījumu precizitāte. Tomēr būtu arī iespējams, ka standarta kosmoloģiskais modelis ir nepilnīgs, piemēram, tāpēc, ka kosmosā joprojām ir neatklātas daļiņas vai fiziski procesi.

Sarkanie milži kā palīglīdzeklis

Tagad pirmo reizi Brīvmane un viņas komanda Habla konstanti ir identificējuši ar jaunu metodi - izmantojot sarkanos milžus. Tās rodas, kad dzīves cikla beigās zied saulei līdzīga zvaigzne un liela daļa ūdeņraža ir saplūst ar hēliju. Sākoties hēlija saplūšanai, pēkšņi palielinās zvaigznes temperatūra - īpašība, kas padara šos sarkanos milžus viegli atpazīstamus. displejs

"Šīs zvaigznes ir pārsteidzoši sarkanas un spilgtas, tāpēc tās ir viegli identificējamas un izmērāmas tuvējo galaktiku halos, " skaidro astronomi. Viltība šeit: ir zināms šīs tā saucamās hēlija zibspuldzes spilgtums, un tāpēc to var izmantot kā sava veida standarta sveci attāluma noteikšanai. Tas arī noteiks Habla konstanci pār šiem sarkanajiem milžiem - un tas ir tieši tas, ko izdarījusi Brīvmane un viņas komanda.

Tieši spraugā

Pārsteidzošs rezultāts: Pētnieki nonāca pie Habla konstantes 69, 8 kilometri sekundē un megaparseca (km / s / Mpc). Tātad tie ir gandrīz pa vidu starp divām iepriekšējām vērtībām. Habla konstante, ko nosaka sarkanie milži, ir augstāka nekā kosmiskā fona, bet zemāka nekā Cepheids un Supernovae.

Jaunie mērījumi un to nozīme. Čikāgas universitāte

"Mēs ar mūsu mērījumiem cerējām iziet no strupceļa, " saka līdzautors Barijs Madore no Kārnegi zinātnes institūta. "Bet tagad mēs redzam, ka tas nebūs tik vienkārši." Tā vietā, lai apstiprinātu vienu no divām galējībām, jaunizveidotā Habla konstante rada papildu jautājumus: vai "nozīmē" nozīmē, ka tāds ir kopsaucējs visiem tur esošajiem iepriekšējiem lasījumiem? Vai arī ir kāda būtiska atšķirība starp tuvo un tālo kosmosu?

"Jautājums par to, vai Visuma standarta modelis ir pilnīgs vai nē, paliek neatbildēts, " saka Madore. (Astrofizikas žurnāls, presē; arXiv: 1907.05922)

Avots: Kārnegi zinātnes institūcija, NASA / Goddard Space Flight Center

- Nadja Podbregar