Közel egy évszázada tudjuk, hogy univerzumunk folyamatos tágulásban van. Ezt a jelenséget Hubble–Lemaître-törvényként ismerjük, amely a kozmológiai modellek alapköve. A tágulás ütemének pontos meghatározása azonban az évtizedek során többször változott, ahogy a csillagászok egyre távolabbi objektumokat és egyre korábbi időszakokat vizsgáltak.
A tágulási ráta ismerete kulcsfontosságú a kutatók számára, hiszen segít megérteni, hogyan kezdődött az univerzum, és mi lesz a végső sorsa. Emellett olyan rejtélyek megoldásához is hozzájárulhat, mint a sötét anyag és a sötét energia természete. Egy nemzetközi kutatócsoport a Swinburne University of Technology és az ausztrál CSIRO vezetésével most két neutroncsillag összeolvadásának utóhatásait figyelte meg, hogy új méréseket végezzen a Hubble–Lemaître-állandóra.
A csapat a távcsöves megfigyeléseket gravitációs hullámadatokkal kombinálta. A kutatásban részt vett a Swinburne Asztrofizikai és Szuper-számítástechnikai Központja, az OzGrav, a Tel-Avivi Egyetem, a Queenslandi Egyetem, az Indiai Technológiai Intézet Kanpur és a California Institute of Technology is. Az eredményeket a The Astrophysical Journal című szaklapban publikálták.
A Hubble-feszültség és a kozmikus távolságlétra
A kozmikus tágulás méréséhez a tudósok a távoli galaxisok távolságát használják, egészen a korai univerzumig. Ehhez különböző módszerekre van szükség attól függően, hogy az objektumok milyen messze helyezkednek el – ezt nevezik kozmikus távolsálétrának. A probléma az, hogy ezek a mérések nincsenek összhangban egymással, ami a kozmológusok körében ismert Hubble-feszültség néven zajló vitához vezetett.
Az első két lépcsőfokon a közeli csillagok parallaxis méréseit és „standard gyertyákat” (cefeidákat és Ia típusú szupernóvákat) használnak a több tízmillió fényévre lévő objektumok távolságának meghatározására. A Hubble űrtávcső segítségével a csillagászok 67 km/s per megaparszek tágulási sebességet számoltak ki. A végső lépcsőfokon a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás vöröseltolódását használják a több milliárd fényévnyi távolságok kalibrálására.
A Planck műhold által készített térkép ezzel szemben körülbelül 73 km/s per megaparszek értéket adott. A két mérés közötti eltérés vagy azt jelzi, hogy az egyik mérés hibás, vagy hogy a fizikai megértésünk hiányos. Dr. Kelly Gourdji, a CSIRO kutatója és a tanulmány vezető szerzője szerint a gravitációs hullámokon alapuló független mérésük a késői univerzum módszere, de az eredménye jobban egyezik a korai univerzum értékével.
Gravitációs hullámok és neutroncsillagok ütközése
A csapat a High Sensitivity Array (HSA) globális távcsőhálózat adatait, a Hubble asztrometriai méréseit és a gravitációs hullámok adatait kombinálta. Az így nyert új mérés segíthet feloldani a Hubble-feszültséget. Az ütközés olyan erős volt, hogy energiarészecske-sugarakat lövellt az űrbe, és ezek megfigyelése kulcsfontosságú volt a méréshez.
Az új érték pontossága nem érte el a hagyományosabb mérésekét, de pontosabb volt, mint a korábbi gravitációs hullámokon alapuló kísérletek. Adam Deller professzor, a rádiómegfigyelések vezetője elmondta, hogy ezek a sugarak csak néhány másodpercig aktívak, de a környező gázba csapódva hónapokig világítanak. A csapat csaknem egy évnyi Hubble- és rádiótávcső-adatot elemzett.
Deller hozzátette, hogy néhány csillagász korábban azt javasolta, hogy mindkét mérés helyes lehet, ha a kozmológiával kapcsolatos ismereteink módosulnának. Az új mérés azonban erősen cáfolja ezt a megoldást. Dr. Gourdji szerint az eredmény egy újabb adatpontot szolgáltat a Hubble-feszültség vitájában, bár további hasonló neutroncsillag-ütközések vizsgálatára lesz szükség a biztos következtetéshez.
© : Carl Knox/OzGrav/SUT
Forrás: Universetoday.com
