Wissenschaftler haben dank jahrzehntelanger Daten des Hubble-Weltraumteleskops eine neue und genauere Messung der Expansion des Universums.
Die neue Analyse von Daten aus 32 Jahren Hubble-Weltraumteleskop Die lange Suche des Observatoriums geht weiter, um besser zu verstehen, wie schnell sich das Universum ausdehnt und wie schnell sich diese Expansion beschleunigt.
Die Zahl, mit der Astronomen diese Ausdehnung messen, wird genannt Hubble-Konstante (Nicht nach dem Teleskop, sondern nach dem Astronomen Edwin Hubble, der es 1929 erstmals gemessen hat.) Es ist schwierig, die Hubble-Konstante zu bestimmen, da verschiedene Observatorien unterschiedliche Regionen betrachten Sein Sie gaben unterschiedliche Antworten. Aber eine neue Studie drückt die Zuversicht aus, dass Hubbles jüngste Bemühungen für die beobachtete Expansion genau sind, obwohl sie sich immer noch von anderen Observatorien unterscheiden.
Die neue Studie bestätigt frühere Schätzungen der Expansionsrate auf der Grundlage von Hubble-Beobachtungen, die eine Expansion von etwa 45 Meilen (73 Kilometer) pro Megaparsec zeigen. (Ein Mega-Frettchen ist Das Entfernungsmaß entspricht einer Million Parsec oder 3,26 Millionen Lichtjahre.)
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„Angesichts der großen Stichprobengröße von Hubble besteht nur eine Wahrscheinlichkeit von eins zu einer Million, dass Astronomen aufgrund von unglücklichen Wolken falsch liegen … eine übliche Schwelle, um ein physikalisches Problem ernst zu nehmen“, sagte die NASA in einem NASA-Bericht. Aussage Am Donnerstag (19. Mai) paraphrasierte Nobelpreisträger und Erstautor der Studie Adam Riess.
Reiss hat Verbindungen zum Space Telescope Science Institute (STScI), das Hubble leitet, sowie zur Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland.
Reese und seine Mitarbeiter gewannen 2011 den Nobelpreis, nachdem Hubble und andere Observatorien bestätigt hatten, dass das Universum existiert beschleunigt seine Expansion. Reiss nennt Hubbles jüngste Bemühungen ein „Magnum Opus“, weil es praktisch auf die gesamte Geschichte des Teleskops zurückgreift, 32 Jahre Weltraumarbeit, um eine Antwort zu geben.
Die Hubble-Daten zeigten eine Expansionsrate, die im Rahmen eines Programms namens SHOES (Supernova, H0, für Zustandsgleichung der dunklen Energie) beobachtet wurde. Der Datensatz verdoppelt eine frühere Stichprobe von Messungen und umfasst auch mehr als 1.000 Hubble-Umlaufbahnen, sagte die NASA. Die neue Messung ist auch achtmal genauer als die Erwartungen für die Fähigkeiten von Hubble.
Versuche, zu messen, wie schnell sich das Universum ausdehnt, konzentrieren sich normalerweise auf zwei Entfernungsmarkierungen. Einer von ihnen ist wird profitieren Sterne, variable Sterne, die mit einer konstanten Rate aufleuchten und verdunkeln; Seine Nützlichkeit ist seit 1912 bekannt, als die Astronomin Henrietta Swan-Levitt seine Bedeutung in den von ihr überprüften Bildern identifizierte.
Cepheiden eignen sich gut zum Aufzeichnen von Entfernungen, die innerhalb der Milchstraße (unserer Galaxie) und in nahe gelegene Galaxien liegen. Bei größeren Entfernungen verlassen sich Astronomen auf sie Supernova vom Typ 1a. Diese Supernovae haben eine konstante Leuchtkraft (inhärente Helligkeit), was genaue Schätzungen ihrer Entfernungen ermöglicht, basierend darauf, wie hell sie in Teleskopen sind.
In der neuen Studie erklärte die NASA, dass „das Team 42 Supernova-Zeichen mit Hubble gemessen hat. Da sie mit einer Rate von einem pro Jahr explodieren, hat Hubble aus praktischen Gründen so viele Supernovae wie möglich aufgezeichnet, um die zu messen Ausdehnung des Universums.“ (Wiederum ist Hubble seit etwa 32 Jahren im Weltraum, nachdem es am 24. April 1990 gestartet wurde; Astronauten befassten sich mit einem Spiegeldefekt, der die frühen Arbeiten im Dezember 1993 behinderte.)
Aber die Expansionsrate hat immer noch keine vollständige Übereinstimmung über die verschiedenen Bemühungen. Die neue Studie besagt, dass Hubbles Messungen etwa 45 Meilen (73 Kilometer) pro Megaparsec betragen. Berücksichtigt man jedoch Beobachtungen aus dem tiefen Universum, verlangsamt sich die Rate auf etwa 42 Meilen (67,5 Kilometer) pro Megaparsec.
Die Beobachtungen des tiefen Universums basieren hauptsächlich auf ESA-Messungen Plancks Missionder das „Echo“ der bemerkte die große Explosion die unser Universum geformt haben. Echo ist bekannt als kosmischer mikrowellenhintergrund. Die NASA sagte, Astronomen seien „verwirrt“ darüber, warum die beiden Werte unterschiedlich seien, schlugen aber vor, dass wir möglicherweise die zugrunde liegende Physik überdenken müssten.
Reese sagte, es sei am besten, die Expansionsrate nicht wegen ihres genauen Werts für ihre Zeit zu sehen, sondern wegen ihrer Auswirkungen. „Es ist mir egal, was der Skalierungswert im Einzelnen ist, aber ich nutze ihn gerne, um etwas über das Universum zu lernen“, sagte Reese in einer NASA-Erklärung.
Weitere Messungen werden in den nächsten 20 Jahren erwartet James-Webb-Weltraumteleskop, der die Aufgabe abschließt, im Weltraum zu arbeiten, bevor er sich einige der ersten Galaxien ansieht. Die NASA sagte, Webb werde Tropismus und Supernovae vom Typ 1a „in größerer Entfernung oder mit einer viel schärferen Auflösung als Hubble sehen kann“. Dies wiederum kann die Erkennungsrate von Hubble verbessern.
Ein auf der Forschung basierender Artikel wird im Astronomical Journal veröffentlicht. a Vordruckversion Verfügbar unter arXiv.org.
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