Webbovi výzkumníci objevili čočkovou supernovu, potvrdili Hubbleovo napětí

Měření Hubbleovy konstanty, rychlosti, kterou se vesmír rozpíná, je aktivní oblastí výzkumu mezi astronomy po celém světě, kteří analyzují data z pozemských i vesmírných observatoří. Do této probíhající diskuse již přispěl vesmírný teleskop Jamese Webba z NASA. Na začátku tohoto rokuAstronomové použili data Webb obsahující proměnné cefeidy a supernovy typu Ia, spolehlivé ukazatele vzdálenosti k měření rychlosti rozpínání vesmíru, aby potvrdili předchozí měření Hubbleova vesmírného dalekohledu NASA.

Nyní vědci používají nezávislou metodu měření k dalšímu zlepšení přesnosti Hubbleovy konstanty – supernovy s gravitační čočkou. Brenda Frye z University of Arizona spolu s týmem mnoha výzkumníků z různých institucí z celého světa vede toto úsilí po Webbově objevu tří světelných bodů ve směru vzdáleného a hustě osídleného kupa galaxií. Space Telescope Science Institute nedávno pozval Dr. Frye, aby nám řekl více o tom, co tým nazval Supernova H0pe a jak efekty gravitační čočky poskytují pohled na Hubbleovu konstantu.

“Vše začalo jednou otázkou týmu: ‘Co jsou ty tři tečky, které tam předtím nebyly? Mohla by to být supernova?’,” řekla. “Světelné body, které nebyly vidět na HST v roce 2015 ze stejného shluku, byly zřejmé, když na Zemi dorazily snímky PLCK G165.7+67.0 z Webbova Garantovaného časového pozorování primárních extragalaktických oblastí pro vědu o reionizaci a čočce (PEARLS) Program ‘Clusters’ Tým poznamenává, že otázka byla první, která ho napadla z dobrého důvodu: ‘Pole G165 bylo vybráno pro tento program kvůli vysoké rychlosti tvorby hvězd více než 300 hmotností Slunce za rok, což je atribut. což koreluje s vyšší mírou supernov.“

“Počáteční analýzy potvrdily, že tyto tečky odpovídají explodující hvězdě, která má vzácné vlastnosti. Za prvé je to supernova typu Ia, exploze bílého trpaslíka. Tento typ supernovy se obecně nazývá ‘standardní svíčka’, což znamená, že supernova měla známou vnitřní jasnost. Zadruhé, je gravitační čočkou.

“Gravitační čočka je pro tento experiment důležitá. Čočka, sestávající z kupy galaxií, která se nachází mezi supernovou a námi, ohýbá světlo supernovy do několika obrazů. Je to podobné, jako když trojité kosmetické zrcadlo představuje tři různé obrazy osoba sedící před ním Na obrázku Webb to bylo demonstrováno přímo před našima očima tím, že prostřední obrázek byl převrácen vzhledem k dalším dvěma obrázkům, což je „čočkovací“ efekt předpokládaný teorií.

“Aby bylo dosaženo tří snímků, světlo se pohybovalo po třech různých drahách. Protože každá cesta měla jinou délku a světlo se pohybovalo stejnou rychlostí, byla supernova při tomto Webbově pozorování zobrazena ve třech různých časech během její exploze. V trojitém zrcadle analogie následovala časová prodleva, kdy pravé zrcadlo zobrazovalo osobu zvedající hřeben, levé zrcadlo ukazovalo česané vlasy a prostřední zrcadlo ukazovalo osobu, která hřeben odkládá.

“Trojnásobné snímky supernov jsou zvláštní: Časová zpoždění, vzdálenost supernov a vlastnosti gravitační čočky poskytují hodnotu pro Hubbleovu konstantu neboli H0 (vyslovováno H-naught). Supernova byla pojmenována SN H0pe, protože dává astronomům naději na lepší pochopení vesmíru. měnící se rychlost expanze.

“Ve snaze prozkoumat SN H0pe dále tým PEARLS-Clusters napsal návrh Webb Director’s Discretionary Time (DDT), který byl vyhodnocen vědeckými odborníky v duální anonymní recenzi a doporučen Webb Science Policy Group pro pozorování DDT. V roce paralelně byla data pořízena na MMT, 6,5metrovém dalekohledu na Mt.Hopkins a Velkém binokulárním dalekohledu na Mt.Graham, oba v Arizoně Při analýze obou pozorování byl náš tým schopen potvrdit, že SN H0pe je ukotven galaxie v pozadí, daleko za kupou, která existovala 3,5 miliardy let po velkém třesku.

“SN H0pe je jednou z nejvzdálenějších dosud pozorovaných supernov typu Ia. Jiný člen týmu provedl další měření časového zpoždění analýzou vývoje jeho světla rozptýleného do jeho základních barev nebo “spektra” z Webba, což potvrdilo povahu typu Ia SN H0pe.

“Sedm podskupin přispělo modely čoček popisujícími 2D distribuci hmoty v kupě galaxií. Vzhledem k tomu, že supernova typu Ia je standardní svíčka, každý model čočky byl “ohodnocen” podle své schopnosti předpovídat časová zpoždění a jasy supernov ve vztahu ke skutečným naměřeným hodnotám. .

“Aby se předešlo zkreslení, byly výsledky od těchto nezávislých skupin zaslepeny a vzájemně odhaleny v oznámený den a čas “oslepení v přímém přenosu”. Tým uvádí hodnotu Hubbleovy konstanty jako 75,4 kilometrů za sekundu na megaparsek plus 8,1 nebo mínus 5,5. [One parsec is equivalent to 3.26 light-years of distance.] Toto je teprve druhé měření Hubbleovy konstanty touto metodou a poprvé za použití standardní svíčky. Vedoucí výzkumník programu PEARLS poznamenal: “Toto je jeden z největších Webbových objevů a vede k lepšímu pochopení tohoto základního parametru našeho vesmíru.”

“Výsledky našeho týmu jsou působivé: Hubbleova konstantní hodnota odpovídá jiným měřením v místním vesmíru a je poněkud v napětí s hodnotami získanými, když byl vesmír mladý. Webbova pozorování v cyklu 3 zlepší nejistoty a umožní citlivější omezení na H0 .”