Vesmírný dalekohled Jamese Webba právě změřil rychlost rozpínání vesmíru. Astronomové jsou zmatení. Vědecká výstraha

Vesmírný dalekohled Jamese Webba změřil rychlost rozpínání vesmíru a výsledky nejsou pro největší krizi v kosmologii skvělou zprávou.

Tento výsledek je v souladu s měřeními provedenými Hubbleovým vesmírným dalekohledem. To znamená, že s daty HST není nic špatného a stále jsme ve slepé uličce.

Stále existuje neshoda mezi různými metodami měření známými jako Hubbleův tenzor, takže se budeme muset spolehnout na jiný způsob, jak zjistit, jak rychle se vesmír rozpíná.

Vesmír kolem nás se může zdát nehybný, nezměněný, ale vše, co vidíme, se vzdaluje obrovskou rychlostí známou jako Hubbleova konstanta neboli H0. Není jasné, jak přesně je H0 rychlá, protože různé způsoby jejího měření dávají různé výsledky.

Jedním ze způsobů je podívat se na stopy raného vesmíru, jako je zbytkové světlo v kosmickém mikrovlnném pozadí nebo zvukové vlny zmrazené v čase.

Dalším způsobem je měření vzdáleností k objektům se známou vlastní jasností, jako jsou supernovy typu Ia, popř Proměnné hvězdy cefeidyjehož světlo pravidelně kolísá, což souvisí s jeho vnitřní jasností.

První metoda má tendenci vrátit rychlost expanze asi 67 kilometrů za sekundu na milion parseků. Druhý, asi 73 kilometrů za sekundu za megaparsek. Tento nesoulad mezi těmito dvěma je známý jako Hubbleovo napětí.

Tato měření byla prováděna opakovaně, čímž se výrazně snížila pravděpodobnost chyby v každém z odhadů. Zůstává však možnost, že alespoň na některých datech je něco zavádějícího – zejména proto, že některá z nejlepších dat, která máme o proměnných cefeid, pocházejí z jediného zdroje, z Hubbleova vesmírného dalekohledu.

„[Cepheid variables] Je to nástroj zlatého standardu pro měření vzdáleností mezi galaxiemi vzdálenými 100 milionů světelných let nebo více a je zásadním krokem při určování Hubbleovy konstanty. „Bohužel hvězdy v galaxiích jsou z našeho vzdáleného pohledu seskupeny v malé oblasti, takže často postrádáme rozlišení, abychom je oddělili od jejich sousedů v přímé viditelnosti.“ Astrofyzik Adam Ries vysvětluje Space Telescope Science Institute (STScI) a Johns Hopkins University.

„Hlavním důvodem pro stavbu Hubbleova vesmírného dalekohledu bylo vyřešit tento problém… Hubble má lepší viditelné rozlišení vlnových délek než jakýkoli pozemský dalekohled, protože leží nad mlžnými účinky zemské atmosféry. Díky tomu dokáže identifikovat jednotlivé cefeidy.“ proměnné v galaxiích vzdálených více než sto kilometrů.“ milionů světelných let a měření časového intervalu, za který se mění její jas.“

Aby se odřízl jakýkoli prach blokující světlo v blízkosti světla Tato pozorování musí být provedena v blízké infračervené oblasti, což je část elektromagnetického spektra, ve kterém HST není příliš silný. To znamená, že stále existuje určitá nejistota ohledně údajů, které získal.

Vesmírný dalekohled Jamese Webba je naproti tomu výkonný infračervený dalekohled a na veškerá data, která shromažďuje, se nevztahují stejná omezení.

Rees a jeho tým nejprve proměnili vesmírný dalekohled Jamese Webba na galaxii o známé vzdálenosti, aby zkalibrovali dalekohled pro proměnné osvětlení cefeid. Pak si všimli cefeid v jiných galaxiích. Vesmírný dalekohled Jamese Webba celkem shromáždil pozorování 320 cefeidních hvězd, což značně snížilo šum přítomný při pozorováních z HST.

I když data z HST jsou velmi hlučnáÚdaje o vzdálenosti však byly stále v souladu s pozorováními z vesmírného dalekohledu Jamese Webba. To znamená, že nemůžeme vyloučit výpočty H0 založené na datech z HST; Současná rychlost je v tuto chvíli 73 kilometrů za sekundu na megaparsek a lidská chyba – alespoň v tomto případě – nemůže vysvětlit chvění HST.

Stále neznáme příčinu napětí. Jednou z hlavních kandidátských sil je temná energie, tajemná a málo známá, ale zdánlivě základní síla Použijte podtlak To urychluje rozpínání vesmíru. Díky novým měřením vesmírného dalekohledu Jamese Webba jsme možná o něco blíže odpovědi.

„Vzhledem k tomu, že Webb potvrdil měření z HST, poskytují Webbova měření dosud nejsilnější důkaz, že systematické chyby v Hubbleově cefeidní fotometrii nehrají významnou roli v současném chvění HST.“ říká Reese.

„V důsledku toho zůstávají na stole ty nejzajímavější možnosti a nejednoznačnost napětí se prohlubuje.“

Výsledky byly přijaty v Astrophysical Journala je k dispozici na arXiv.