15:05 2023-10-02
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Ciocnirea stelelor neutronice oferă o nouă modalitate de a măsura expansiunea universului
_ Ciocnirea stelelor de neutroni oferă un nou modalitate de a măsura expansiunea universului
În ultimii ani, astronomia s-a văzut într-un pic de criză: deși știm că universul se extinde și, deși știm aproximativ cât de repede, cele două moduri principale de a măsura această expansiune nu sunt de acord. Acum, astrofizicienii de la Institutul Niels Bohr sugerează o metodă nouă care ar putea ajuta la rezolvarea acestei tensiuni.
Știm acest lucru încă de la Edwin Hubble și alți astronomi, acum aproximativ 100 de ani, a măsurat vitezele unui număr de galaxii din jur. Galaxiile din univers sunt „duse” una de cealaltă de această expansiune și, prin urmare, se retrag una de cealaltă.
Cu cât distanța dintre două galaxii este mai mare, cu atât se depărtează mai repede și viteza precisă de această mișcare este una dintre cantitățile cele mai fundamentale din cosmologia modernă. Numărul care descrie expansiunea poartă numele de „constanta Hubble”, care apare în multitudine de ecuații și modele diferite ale universului și ale constituenților săi.
Pentru a înțelege universul, trebuie să cunoaștem constanta Hubble ca fiind mai exact posibil. Există mai multe metode pentru a o măsura; metode care sunt independente reciproc, dar, din fericire, dau aproape același rezultat.
Adică aproape. Cea mai ușor de înțeles din punct de vedere intuitiv este, în principiu, aceeași pe care Edwin Hubble și colegii săi au folosit-o acum un secol: Localizează o grămadă de galaxii și măsoară-le distanțele și vitezele. În practică, acest lucru se realizează prin căutarea galaxiilor cu stele care explodează, așa-numitele supernove. Această metodă este completată de o altă metodă care analizează neregularitățile din așa-numita radiație cosmică de fond; o formă străveche de lumină care datează de la scurt timp după Big Bang.
Cele două metode — metoda supernovei și metoda radiației de fond — au dat întotdeauna rezultate ușor diferite. Dar orice măsurătoare vine cu incertitudini, iar cu câțiva ani în urmă, incertitudinile erau suficient de substanțiale încât le-am putea învinovăți pentru disparitate.
Cu toate acestea, pe măsură ce tehnicile de măsurare s-au îmbunătățit, incertitudinile s-au diminuat, iar acum am a ajuns într-un punct în care putem afirma cu un grad ridicat de încredere că ambele nu pot fi corecte.
Radăcina acestei „probleme Hubble” — dacă este vorba despre efecte necunoscute care influențează sistematic unul dintre rezultate sau dacă sugerează o nouă fizică încă de descoperit – este în prezent unul dintre cele mai fierbinți subiecte ale astronomiei.
Una dintre cele mai mari provocări constă în determinarea cu precizie a distanțelor până la galaxii. Dar într-un studiu recent publicat în Astronomy & Astrophysics, Albert Sneppen, care este doctor. student în astrofizică la Cosmic Dawn Center de la Institutul Niels Bohr din Copenhaga, a propus o nouă metodă de măsurare a distanțelor, ajutând astfel la soluționarea disputei în curs.
„Când două stele neutronice ultracompacte — care în ei înșiși sunt rămășițele supernovelor – orbitează unul pe celălalt și, în cele din urmă, se unesc, declanșează o nouă explozie; o așa-numită kilonova”, explică Albert Sneppen. „Recent am demonstrat cum această explozie este remarcabil de simetrică și se dovedește că această simetrie nu numai că este frumoasă, ci și incredibil de utilă.”
Într-un al treilea studiu care tocmai a fost publicat în The Astrophysical Journal, prolificul doctorat. Student arată că kilonovae, în ciuda complexității lor, pot fi descrise printr-o singură temperatură. Și se dovedește că simetria și simplitatea kilonovae le permit astronomilor să deducă exact câtă lumină emit.
Comparând această luminozitate cu câtă lumină ajunge pe Pământ, cercetătorii pot calcula cât de departe este kilonova este. Ei au obținut astfel o nouă metodă independentă pentru a calcula distanța până la galaxiile care conțin kilonovae.
Darach Watson este profesor asociat la Cosmic Dawn Center și coautor al studiului. El explică: „Supernovele, care până acum au fost folosite pentru a măsura distanțele galaxiilor, nu emit întotdeauna aceeași cantitate de lumină. Mai mult decât atât, ele ne cer mai întâi să calibrăm distanța folosind un alt tip de stele, așa-numitele. Cefeidele, care la rândul lor trebuie să fie calibrate. Cu kilonovae putem ocoli aceste complicații care introduc incertitudini în măsurători."
Pentru a-și demonstra potențialul, astrofizicienii au aplicat metoda unei kilonova descoperite în 2017. rezultatul este o constantă Hubble mai aproape de metoda radiației de fundal, dar cercetătorii nu îndrăznesc încă să afirme dacă metoda kilonova poate rezolva problema Hubble.
„Până acum avem doar acest studiu de caz, și avem nevoie de mai multe exemple înainte de a putea stabili un rezultat robust”, avertizează Albert Sneppen. „Dar metoda noastră ocolește cel puțin unele surse cunoscute de incertitudine și este un sistem foarte „curat” de studiat. Nu necesită calibrare, nici un factor de corecție.”
Comentarii:
Adauga Comentariu