Bildkredit: Hubble
Astronomer har studerat ljuset från 11 nya supernovaer för att hjälpa till att validera bevisen för att någon slags ”mörk energi” påskyndar universum från varandra. Genom att mäta deras relativa ljusstyrka kan de beräkna hur avlägsna supernovorna av typ Ia är. Denna senaste data samlades in av ett internationellt team av astronomer som använde markteleskop för att tillhandahålla uppföljningsmål för Hubble rymdteleskop. En ny satellit planeras, kallad SuperNova / Acceleration Probe, som kommer att kunna upptäcka tusentals supernova och spåra deras explosioner exakt.
En unik uppsättning av 11 avlägsna supernovaer av typ Ia som studerats med Hubble Space Telescope kastar nytt ljus på mörk energi, enligt de senaste resultaten från Supernova Cosmology Project (SCP), nyligen publicerat på http://www.arxiv.org/abs / astro-ph / 0309368 och kommer snart att visas i Astrophysical Journal.
Ljuskurvor och spektra från de 11 avlägsna supernovorna utgör ”en slående vacker datauppsättning, den största sådan uppsättning som samlas in endast från rymden,” säger Saul Perlmutter, en astrofysiker vid Lawrence Berkeley National Laboratory och ledare för SCP. SCP är ett internationellt samarbete mellan forskare från USA, Sverige, Frankrike, Storbritannien, Chile, Japan och Spanien.
Supernovaer av typ Ia är bland astronomiens bästa ”standardljus”, så lika att deras ljusstyrka ger en pålitlig mätare för deras avstånd, och så ljusa att de är synliga miljarder ljusår bort.
Den nya studien förstärker den anmärkningsvärda upptäckten som tillkännagavs av Supernova Cosmology Project i början av 1998, att universumets expansion växer snabbare på grund av en mystisk energi som genomsyrar allt utrymme. Denna upptäckt baserades på data från över tre dussin supernovaer av typ Ia, alla utom en av dem observerades från marken. En konkurrerande grupp, High-Z Supernova Search Team, tillkännagav oberoende slående konsekventa resultat, baserat på ytterligare 14 supernovaer, också övervägande observerade från marken.
Eftersom Hubble Space Telescope (HST) inte påverkas av atmosfären är dess bilder av supernovaer mycket skarpare och starkare och ger mycket bättre ljusmätning än det som är möjligt från marken. Robert A. Knop, biträdande professor i fysik och astronomi vid Vanderbilt University i Nashville, Tenn., Ledde Supernova Cosmology-projektets dataanalys av de 11 supernovaerna som studerades med HST och medförfattare av Astrophysical Journal-rapporten med de 47 andra medlemmarna i SCP.
"HST-uppgifterna ger också ett starkt test av utrotning av värdgalaxen," säger Knop och hänvisar till oro för att mätningar av supernovans verkliga ljusstyrka skulle kunna kastas av damm i avlägsna galaxer, som kan absorbera och sprida deras ljus. Men damm skulle också göra en supernovas ljusrödare, precis som vår sol ser rödare vid solnedgången på grund av damm i atmosfären. Eftersom data från rymden inte visar någon onormal rodnad med avstånd, säger Knop, klarar supernovaerna "testet med flygande färger."
”Att begränsa sådana osäkerheter är avgörande för att använda supernovaer? eller andra astronomiska observationer? för att utforska universums natur, säger Ariel Goobar, medlem av SCP och professor i partikelastrofysik vid Stockholms universitet i Sverige. Utrotningstestet, säger Goobar, "eliminerar oro för att vanligt värdgalaxdamm kan vara en källa till förspänning för dessa kosmologiska resultat vid höga rödförskjutningar." (Se Vad är Host-Galaxy Extinction?)
Termen för den mystiska ”avvisande tyngdkraften” som driver universumet att växa allt snabbare är mörk energi. De nya uppgifterna kan ge mycket tätare uppskattningar av den relativa densiteten för materia och mörk energi i universum: under raka antaganden är 25 procent av universums sammansättning materia av alla typer och 75 procent är mörk energi. Dessutom ger de nya uppgifterna ett mer exakt mått på den "fjädradigheten" hos den mörka energin, trycket som det tillämpar universums expansion per enhet av densitet.
Bland de många försöken att förklara mörk energis natur tillåts vissa av dessa nya mätningar? inklusive den kosmologiska konstanten som ursprungligen föreslogs av Albert Einstein? men andra utesluts, inklusive några av de enklaste modellerna för teorier som kallas kvintessens. (Se Vad är mörk energi?)
Supernovaer med hög rödväxling är det bästa enskilda verktyget för att mäta egenskaperna hos mörk energi? och så småningom bestämma vad mörk energi är. Som supernovastudier med HST visar, är det bästa stället att studera högrödskiftande supernovaer med ett teleskop i rymden, som inte påverkas av atmosfären.
Ändå "för att utnyttja ett teleskop på bästa sätt i rymden är det viktigt att utnyttja de finaste teleskop på marken på bästa sätt", säger SCP-medlem Chris Lidman från European Southern Observatory.
För supernovorna i den aktuella studien uppfann SCP-teamet en strategi där Hubble rymdteleskop snabbt kunde svara på upptäckter gjorda från marken, trots behovet av att schemalägga HST-tid länge i förväg. I samarbete implementerade SCP och Space Telescope Science Institute strategin med suverän effekt.
Den nuvarande studien, baserad på HST-observationer av 11 supernovaer, pekar vägen till nästa generations supernovaforskning: I framtiden kommer SuperNova / Acceleration Probe, eller SNAP-satellit, att upptäcka tusentals supernovaer av typ Ia och mäta deras spektra och deras ljus kurvor från de tidigaste ögonblicken, genom maximal ljusstyrka, tills deras ljus har dött bort.
SCPs Perlmutter leder nu en internationell grupp av kollaboratörer baserade på Berkeley Lab som utvecklar SNAP med stöd av U.S. Department of Energy's Office of Science. Det kan hända att den bästa kandidaten för en korrekt teori om mörk energi kommer att identifieras snart efter att SNAP börjar arbeta. En värld av ny fysik kommer att öppnas som ett resultat.
"Nya begränsningar för omega-m, omega-lambda och w från en oberoende uppsättning av elva högrödskiftande supernovaer som observerats med HST," av Robert A. Knop och 47 andra (Supernova Cosmology Project), kommer att dyka upp i Astrophysical Journal och är för närvarande tillgängligt online på http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0309368.
Berkeley Lab är ett U.S. Department of Energy nationellt laboratorium beläget i Berkeley, Kalifornien. Det bedriver oklassificerad vetenskaplig forskning och förvaltas av University of California.
Originalkälla: Berkeley News Release
