Ученые: Размеры и возраст Вселенной определяются с помощью постоянной Хаблы
Чрезвычайно важный космологический параметр - так называемая постоянная Хаббла, определяющая темпы расширения Вселенной, - был рассчитан независимым образом с использованием наблюдений космической рентгеновской обсерватории NASA "Чандра".
Новое значение находится в согласии с исследовательскими работами, опирающимися на прежние методы, что подтверждает их действенность на больших расстояниях и таким образом позволяет астрономам изучать самые ранние этапы эволюции Вселенной.
"Этот результат очень существенен, потому что именно из константы Хаббла определяются размеры Вселенной, ее возраст и то, сколько материи она содержит, - поясняет Массимилиано Бонаменте (Massimiliano Bonamente), работающий в Алабамском университете (University of Alabama) и Центре космических полетов имени Маршалла (Marshall Space Flight Center - MSFC) NASA, возглавляющий список ученых, подписавших статью с результатами исследований (она появится 10 августа в очередном выпуске "Астрофизического журнала" (Astrophysical Journal - ApJ)). - Астрономы должны абсолютно доверять этому значению, так как оно используется для бесчисленного множества вычислений".
Постоянная Хаббла рассчитывается путем измерения скорости (с помощью доплеровского эффекта) удаляющихся от нас объектов (галактик) и делится на разделяющую нас дистанцию. Большинство предыдущих попыток определить эту константу влекло за собой использование многошаговых схем измерения расстояний, то есть при таком подходе расстояние до близлежащих галактик используется как основание для того, чтобы определять расстояния более значительные. Типичный случай - это обращение к хорошо изученному типу пульсирующих звезд - например, переменным сверхгигантам цефеидам, у которых период изменения блеска определенным образом связан со светимостью, - в совокупности с более удаленными сверхновыми. Ученые, использующие этот метод определения расстояний вместе с данными наблюдений космического телескопа "Хаббл" (Hubble), сумели измерить постоянную Хаббла с точностью до 10%. Однако доверие к этим результатам можно было повысить только путем независимых проверок.
Объединив теперь рентгеновские данные от "Чандры" с результатами радионаблюдений галактических скоплений, удалось определить расстояния до 38 скоплений галактик, находящихся в пределах от 1,4 миллиарда до 9,3 миллиарда световых лет от Земли (красные смещения 0,14 < z < 0,89). При этом использовался независимый от красного смещения эффект Сюняева-Зельдовича (эффект S-Z), открытый нашими соотечественниками в 1972 году: взаимодействие (рассеяние) фотонов космического микроволнового фона (реликтового излучения) с электронами горячего ионизированного газа (порядка 108 градусов Кельвина), в который погружены обширные галактические скопления, вызывает искажение сигнала от микроволнового фона в направлении скоплений (обратный комптон-эффект), причем величина этого искажения (наблюдается как понижение температуры реликтового излучения) зависит лишь от плотности и температуры горячих электронов и физического размера скопления (радиотелескопы использовались для того, чтобы измерить искажение микроволнового фона, а "Чандра" - для изучения свойств горячего газа и определения физических размеров скоплений).
Исходя из всего этого, Бонаменте и его коллеги выяснили, что постоянная Хаббла должна равняться примерно 77 километрам в секунду на мегапарсек (мегапарсек - это 3,26 миллиона световых лет), с возможной ошибкой порядка 15%. Новое значение уже не полагается на традиционную многозвенную схему вычисления расстояний. Если сравнить это с предыдущими оценками (72+/-8 километров в секунду на мегапарсек), основанными на наблюдениях "Хаббла", то можно убедиться, что одно другому не противоречит, и возраст Вселенной действительно можно считать равным 12-14 миллиардам лет.
|
