Сверхновые звезды как эталон

Исследование сверхновых звёзд, используемых для измерения расширения вселенной в качестве «эталонных свеч»'показало, как развиваются эти взрывающиеся звезды. Как считают исследователи, эти результаты являются главными данными для исследований темной энергии.

Довольно большой взрыв: Это рентгеновское изображение в условных цветах остатков сверхновой звезды Тихо показывает расширяющийся пузырь обломков (зеленый и красный) и более быстро движущийся фронт высокоэнергетических электронов (синий цвет).

Исследование, опубликованное в этом месяце в Астрофизическом Журнале, включило в себя более чем 200 наблюдений за сверхновыми звездами «типа Ia» на протяжении пяти лет.

Сверхновые звезды «типа Ia» известны как космологические «эталонные свечи», так как их яркость однородна независимо от расстояния от сверхновой до Земли. Сверхновые – это чрезвычайно яркие предсмертные агонии звезд, происходящие, когда ядра сжимаются вызывая взрыв сверхновой, и они могут быть столь же яркими как и целая галактика.

Сверхновые звезды «типа Ia» использовались в открытии темной энергии - таинственной силы, которая играет главную роль в расширении вселенной.

'Эталонные свечи'

В 1998 году исследования сверхновых звезд «типа Ia» показало, что галактика в пределах вселенной расширяется всё быстрее и быстрее. Два отдельных исследования с одним результатом удивили астрономов, ведь они считали, что сила тяготения должна замедлять расширение.

Исследование показало, что таинственная «отталкивающая» сила – которую окрестили темной энергией – превзошла силы тяготения приблизительно 6.3 миллиардов лет назад, заставив расширение вселенной ускоряться, вместо того, чтобы замедляться.

Сверхновые звезды «типа Ia» из-за своей известной постоянной яркости стали решающим свидетельством этого ускорения. В результате однородной яркости то, насколько ярко или тускло их свет наблюдается с Земли, можно непосредственно соотнести с тем, насколько отдалены эти звезды от нас.

Когда сверхновая звезда отдаляется от нас, её свет растягивается. Наблюдения за тем, как длина волны света растягивается – величина известная как «красное смещение» – позволило учёным сделать вывод, насколько вселенная расширилась с того момента, как свет покинул сверхновую звезду.

Чуточку переменные

Яркость сверхновой «типа Ia» действительно немного изменяется, и поэтому это последнее исследование было направлено на проверку стандартной теории эталона, чтобы узнать, насколько изменяется яркость в течение долгого времени. Если бы существовали существенные изменения, то они бы повлияли на сценарий расширения вселенной и нашего понимания темной энергии.

Новое исследование, проведённое астрономом Раином Фоли (Ryan Foley) из калифорнийского университета в Беркли, было основано на данных проекта «ESSENCE», и использовало для наблюдениями за сверхновыми, как наземные телескопы, так и космический телескоп Хаббл. Исследователи рассмотрели спектры 88 отдаленных сверхновых «типа Ia» и более чем 400 спектров от сверхновых в соседних галактиках.

Участник исследовательской команды астроном Брайан Шмидт из австралийского национального университета в Канберре говорит, что исследование было "самой всесторонней работой, которую мы только смогли проделать", наблюдая, как сверхновые звезды развиваются. "Мы хотели удостовериться, что они не изменяются в течение долгого времени... [и] насколько мы можем теперь сказать, они изменяются очень мало", - рассказывает он.

Хорошие новости

Результаты становятся хорошим базисом для того, как астрономы в настоящее время понимают темную энергию, а также поддерживают предсказание Эйнштейна о космологическом ускорении.

"Кажется, что темная энергия создана вместе с сотворением космоса, что и предсказывает теория Эйнштейна о темной энергии – космологической постоянной, - говорит Шмидт. – Мы уже почти можем сказать, что теория верна и Эйнштейн был прав".

Астрофизик Скотт Крум (Scott Croom), из университета Сиднея, не участвовававший в этом исследовании, говорит, что это была "лучшая из работ произведённых на данный момент" по изучению развития сверхновых «типа Ia».

"Основная причина почему существует такой большой интерес к сверхновым «типа Ia» в том, что они - один из первичных способов обнаружить темную энергию" – говорит Крум. Однако он также считает, что другие методы изучения темной энергии, такие как наблюдение за остатком звуковых волн от Большого взрыва и фоновым излучением  космологического происхождения, вероятно будут более полезными при изучении темной энергии в будущем.

Шмидт, в принципе, согласен с ним: "Если мы хотим продвинуть наше понимание темной энергии вперед, мы должны использовать другие методы. Цель этого исследования состояла, в значительной степени, в том, чтобы показать, насколько много мы можем понять о темной энергии, используя сверхновые звезды. Будет чрезвычайно трудно удостовериться в том, что разные ошибки не вкрадутся в дальнейшие исследования сверхновых звезд".

По материалам Cosmos Online.