A sötét energia létére utal a Hubble-állandó új mérése

Minden korábbinál pontosabban, mindössze 5%-os hibával sikerült a Hubble-konstans értékét meghatározni. Az eredmény alátámasztja az elképzelést, amely szerint a Világegyetem legnagyobb részét a sötét tömeg és a sötét energia alkotja.

A felmérés során vizsgált egyik galaxis: az NGC 3021 részlete (NASA, ESA, A. Feild, STScI)

A Világegyetem legáltalánosabb fizikai állandóinak megbecslése a legnehezebb feladatok közé tartozik. Ilyen például a Hubble-állandó, amely a Világegyetem tágulási ütemét mutatja - és ezzel kapcsolatban az Univerzum korára, tömegére és geometriájára, valamint jövőjére is következtethetünk.

A Hubble-állandó meghatározása "tipikus" csillagászati probléma, amely a különböző égitestek távolságmérésével kapcsolatos. Mindig akkor vált pontosabbá az értéke, amikor valamely új módszert, vagy új és a korábbiaknál nagyobb teljesítményű berendezést használtak elemzésére.

A kérdéses paraméter megállapításában az ezredforduló környékén történt komoly előrelépés, amikor ún. cefeida változócsillagok segítségével pontosították. Ezeknek az égitesteknek a fényváltozási periódusa függ a teljes energiakibocsátásuktól, tehát abszolút fényességüktől.

A fentieknek megfelelően a periódusuk alapján megbecsülhető az abszolút fényességük, utóbbi pedig a látszó fényességgel összehasonlítva a távolságra utal. A fenti összefüggéseket és a Hubble-űrtávcső képességeit kihasználva a Hubble-állandó értékét akkoriban sikerült közel 10%-os hibával meghatározni, amely így 72,0 km/s/Mpc-nek adódott.

Egy fontos állandó

A Hubble-konstans avagy Hubble-állandó (H) a Világegyetem tágulásának ütemét jellemző számérték. A H = v/d képlettel számolható ki, amelyben a v egy galaxis távolodási sebessége, a d pedig a távolsága. Értéke megmutatja, hogy megaparszekben mérve (1 Mpc = 3,26 millió fényév) miként növekszik a megfigyelőtől egyre messzebb lévő galaxisok távolodási sebessége kilométer/másodpercben kifejezve (km/s/Mpc). 

Mivel az egész Világegyetem tágul, minél messzebb van egy objektum a megfigyelőtől, az annál nagyobb sebességgel látszik távolodni. Ezt fejezi ki a Hubble-állandó: a messzebb lévő objektumok gyorsabban távolodnak - az állandó értéke tehát megmutatja, hogy a távolságot megaparszekenként növelve mekkora értékkel emelkedik a távolodási sebesség.

Az NGC 3021 jelű galaxis, az SN 1995al szupernóva helyzetével (NASA, ESA, A. Feild, STScI)

Nemrég a Hubble-űrtávcső segítségével tovább pontosították a mérést: a közeli infravörös tartományban hét galaxisban vizsgáltak közel 240 cefeida változócsillagot. A felmérés eredményeként sikerült ezen csillagvárosok távolságát a korábbiaknál pontosan megbecsülni.

A kérdéses galaxisokban Ia típusú szupernóvákat is megfigyeltek még régebben. Az ilyen robbanások messzire látszanak, ezért távolabbra használhatók távolságindikátorként a cefeidáknál. A közeli Ia szupernóvákra épülő távolságmérési módszert újrakalibrálták, és annak segítségével a még messzebb megfigyelt robbanások adatait tudták jobban értelmezni. A pontos adatok megszületésében közreműködött, hogy a mérés különböző lépéseihez ugyanazt a műszert, a Hubble-űrtávcsövet használták.

A mérésben felhasznált objektumok távolságaránya (NASA, ESA, A. Feild, STScI)

Adam Reiss (STScI, John Hopkins University) és társai így a Hubble-állandóra 74,2 km/s/Mpc értéket kaptak, mindössze 5%-os hibával. Az új eredmény összhangban van a sötét energia létezését feltételező kozmológiai modellekkel - tehát megerősíti az elgondolást, amely szerint az Univerzum legnagyobb részét valamilyen ismeretlen, láthatatlan avagy sötét energiának nevezett dolog alkotja, amely gyorsítja a tágulást.

 

 

Áttekintés a Hubble-űrtávcső eredményeiről (NASA, ESA, STScI)