Aproape fiecare măsurare astronomică depinde de constanta Hubble, un număr care calculează expansiunea Universului. Acest lucru confirmă faptul că Universul are încă între 12 și 14 miliarde de ani.
Un număr important care specifică rata de expansiune a Universului, așa-numita constantă Hubble, a fost determinat independent folosind Observatorul de raze X Chandra al NASA. Această nouă valoare se potrivește măsurătorilor recente folosind alte metode și își extinde validitatea la distanțe mai mari, permițând astfel astronomilor să probeze epoci anterioare în evoluția Universului.
„Motivul pentru care acest rezultat este atât de semnificativ este că avem nevoie de constanta Hubble care să ne spună dimensiunea Universului, vârsta lui și cât de mult conține materia”, a declarat Max Bonamente de la Marshall Space Flight Center (MSFC) de la NASA din Huntsville, Ala., Autor principal pe lucrarea care descrie rezultatele. „Astronomii trebuie să aibă încredere în acest număr, deoarece îl folosim pentru nenumărate calcule.”
Constanta Hubble este calculată prin măsurarea vitezei cu care obiectele se îndepărtează de noi și împărțind distanța lor. Majoritatea încercărilor anterioare de determinare a constantei Hubble au implicat utilizarea unei abordări cu mai multe trepte sau cu o scară de distanță, în care distanța până la galaxiile din apropiere este utilizată ca bază pentru determinarea distanțelor mai mari.
Cea mai comună abordare a fost folosirea unui tip de stea pulsantă bine studiată cunoscută sub numele de variabilă cefeidă, în combinație cu supernovele mai îndepărtate pentru a urmări distanțele de-a lungul Universului. Oamenii de știință folosind această metodă și observații de la Telescopul Spațial Hubble au putut măsura constanta Hubble până la 10%. Cu toate acestea, doar verificările independente le-ar oferi încrederea pe care și-au dorit-o, având în vedere că o mare parte din înțelegerea noastră despre Univers stă în balanță.
Combinând datele cu raze X de la Chandra cu observațiile radio ale grupurilor de galaxii, echipa a determinat distanțele până la 38 de grupuri de galaxii cuprinse între 1,4 miliarde și 9,3 miliarde de ani lumină de pe Pământ. Aceste rezultate nu se bazează pe scara tradițională la distanță. Bonamente și colegii săi consideră că constantul Hubble este de 77 de kilometri pe secundă pe megaparsec (un megaparsec este egal cu 3,26 milioane de ani-lumină), cu o incertitudine de aproximativ 15%.
Acest rezultat este de acord cu valorile determinate folosind alte tehnici. Constanta Hubble a fost găsită anterior ca fiind 72, să dea sau să ia 8, kilometri pe secundă pe kiloparsec pe baza observațiilor telescopului spațial Hubble. Noul rezultat Chandra este important, deoarece oferă confirmarea independentă că oamenii de știință au căutat și fixează vârsta Universului între 12 și 14 miliarde de ani.
„Aceste rezultate noi sunt complet independente de toate metodele anterioare de măsurare a constantei Hubble”, a spus Marshall Joy, membru al echipei, de asemenea, al MSFC.
Astronomii au folosit un fenomen cunoscut sub numele de efectul Sunyaev-Zeldovich, în care fotonii din fundalul cu microunde cosmic (CMB) interacționează cu electronii din gazul fierbinte care pătrunde enormele grupări de galaxii. Fotonii capătă energie din această interacțiune, care distorsionează semnalul de pe fundalul cuptorului cu microunde în direcția clusterelor. Mărimea acestei distorsiuni depinde de densitatea și temperatura electronilor fierbinți și de dimensiunea fizică a clusterului. Utilizând telescoape radio pentru a măsura distorsiunea fundalului cu microunde și Chandra pentru a măsura proprietățile gazului cald, se poate determina dimensiunea fizică a clusterului. Din această dimensiune fizică și o simplă măsurare a unghiului subsecvent de cluster, regulile geometriei pot fi utilizate pentru a obține distanța sa. Constanta Hubble este determinată prin împărțirea vitezei clusterului măsurate anterior la aceste distanțe nou derivate.
Acest proiect a fost sustinut de designerul de oglinzi telescop Chandra, Leon Van Speybroeck, care a murit în 2002. Fundația a fost pusă atunci când membrii echipei John Carlstrom (Universitatea din Chicago) și Marshall Joy au obținut măsurători radio atent ale distorsiunilor din radiația CMB folosind radio telescoape la Berkeley-Illinois-Maryland Array și Observatorul Radio Caltech Owens Valley. Pentru a măsura proprietățile precise ale radiațiilor X ale gazelor din aceste grupări îndepărtate, a fost necesar un telescop cu raze X bazat pe spațiu, cu rezoluția și sensibilitatea Chandra.
„A fost unul dintre obiectivele lui Leon pentru a vedea acest proiect să se realizeze și mă face foarte mândru să văd acest lucru la bun sfârșit”, a spus Martin Weisskopf, omul de știință al proiectului Chandra, Martin Weisskopf.
Rezultatele sunt descrise într-o lucrare care apare în numărul din 10 august al The Astrophysical Journal. MSFC gestionează programul Chandra pentru direcția misiunii științifice a agenției. Observatorul astrofizic Smithsonian controlează operațiunile științifice și de zbor din Centrul de raze X Chandra, Cambridge, Mass.
Sursa originală: Comunicat de presă Chandra
