Gandrīz katrs astronomiskais mērījums ir atkarīgs no Habla konstantes - skaitļa, kas aprēķina Visuma izplešanos. Tas apstiprina, ka Visums joprojām ir no 12 līdz 14 miljardiem gadu vecs.
Kritiski svarīgs skaitlis, kas norāda Visuma izplešanās ātrumu, tā dēvētā Habla konstante, ir patstāvīgi noteikts, izmantojot NASA Chandra rentgenstaru observatoriju. Šī jaunā vērtība sakrīt ar nesenajiem mērījumiem, izmantojot citas metodes, un paplašina to derīgumu līdz lielākiem attālumiem, tādējādi ļaujot astronomiem izzināt agrākos laikus Visuma evolūcijā.
"Iemesls, kāpēc šis rezultāts ir tik nozīmīgs, ir tāds, ka mums ir nepieciešama Habla konstante, lai pastāstītu mums par Visuma lielumu, tā vecumu un to, cik daudz vielas tas satur," sacīja Makss Bonamente no NASA Māršala Kosmisko lidojumu centra (MSFC) Hantsvilā, Ala., Galvenais autors uz papīra, kurā aprakstīti rezultāti. "Astronomiem ir absolūti jāuzticas šim skaitlim, jo mēs to izmantojam neskaitāmos aprēķinos."
Habla konstante tiek aprēķināta, izmērot ātrumu, ar kādu objekti attālinās no mums, un dalot to ar attālumu. Lielākā daļa iepriekšējo Habla konstantes noteikšanas mēģinājumu ir bijusi saistīta ar daudzpakāpju vai attāluma kāpņu pieeju, kurā attāluma noteikšana līdz tuvējām galaktikām tiek izmantota par pamatu lielāka attāluma noteikšanai.
Visizplatītākā pieeja ir bijusi labi izpētīta pulsējošas zvaigznes veida, kas pazīstams kā Cepheid mainīgais, izmantošana kopā ar attālākām supernovām, lai izsekotu attālumus visā Visumā. Zinātnieki, izmantojot šo metodi, un Habla kosmiskā teleskopa novērojumi spēja izmērīt Habla konstanci līdz 10%. Tomēr tikai neatkarīgas pārbaudes viņiem dotu vēlamo pārliecību, ņemot vērā, ka liela daļa mūsu izpratnes par Visumu karājas līdzsvarā.
Apvienojot Čandras rentgena datus ar galaktiku kopu radio novērojumiem, komanda noteica attālumus līdz 38 galaktiku klasteriem, sākot no 1,4 miljardiem līdz 9,3 miljardiem gaismas gadu no Zemes. Šie rezultāti nav atkarīgi no tradicionālajām distances kāpnēm. Bonamente un viņa kolēģi uzskata, ka Habla konstante ir 77 kilometri sekundē uz megaparsecu (megaparsecs ir vienāds ar 3,26 miljoniem gaismas gadu) ar aptuveni 15% nenoteiktību.
Šis rezultāts atbilst vērtībām, kas noteiktas, izmantojot citas metodes. Balstoties uz Habla kosmiskā teleskopa novērojumiem, Habla konstante iepriekš tika noteikta kā 72, dod vai ņem 8 kilometrus sekundē uz kiloparseku. Jaunais Chandra rezultāts ir svarīgs, jo tas sniedz neatkarīgu apstiprinājumu tam, ka zinātnieki ir meklējuši un nosaka Visuma vecumu no 12 līdz 14 miljardiem gadu.
"Šie jaunie rezultāti ir pilnīgi neatkarīgi no visām iepriekšējām Habla konstantes mērīšanas metodēm," sacīja komandas loceklis Marshall Joy no MSFC.
Astronomi izmantoja parādību, kas pazīstama kā Sunjajeva-Zeldoviča efekts, kad fotoni kosmiskajā mikroviļņu fona (CMB) mijiedarbojas ar elektroniem karstajā gāzē, kas caurstrāvo milzīgās galaktiku kopas. Fotoni no šīs mijiedarbības iegūst enerģiju, kas izkropļo signālu no mikroviļņu fona klasteru virzienā. Šīs kropļojuma lielums ir atkarīgs no karsto elektronu blīvuma un temperatūras, kā arī no klastera fiziskā lieluma. Izmantojot radioteleskopus, lai izmērītu mikroviļņu fona kropļojumus, un Chandra - karstās gāzes īpašību noteikšanai, var noteikt kopas fizisko lielumu. No šī fiziskā lieluma un klastera pakļautā vienkāršā leņķa mērīšanas no attāluma iegūšanai var izmantot ģeometrijas noteikumus. Habla konstante tiek noteikta, iepriekš izmērītos kopas ātrumus dalot ar šiem tikko atvasinātajiem attālumiem.
Šo projektu atbalstīja Chandra teleskopa spoguļu dizainers Leon Van Speybroeck, kurš aizgāja bojā 2002. gadā. Pamats tika likts, kad komandas locekļi John Carlstrom (Čikāgas Universitāte) un Marshall Joy ieguva rūpīgus CMB starojuma izkropļojumu radio mērījumus, izmantojot radio teleskopi Berkeley-Illinois-Maryland Array un Caltech Owens Valley radio observatorijā. Lai precīzi izmērītu gāzes rentgena īpašības šajos tālajos kopās, bija nepieciešams kosmiskais rentgena teleskops ar Chandra izšķirtspēju un jutīgumu.
"Tas bija viens no Leona mērķiem, lai redzētu, kā šis projekts notiek, un tas mani ļoti lepojas, redzot, ka tas notiek," sacīja Chandra projekta zinātnieks Martins Veisskopfs no MSFC.
Rezultāti ir aprakstīti rakstā, kas parādās The Astrophysical Journal 10. augusta numurā. MSFC pārvalda aģentūras Zinātnes misijas direktorāta programmu Chandra. Smitsona astrofizikas observatorija kontrolē zinātnes un lidojumu operācijas no Čandras rentgenstaru centra Kembridžā, Masačūsetsā.
Oriģinālais avots: Chandra News Release
