„Powracająca supernowa” może pomóc rozwiązać jedną z zagadek kosmosu: jak szybko rozszerza się Wszechświat?
Ten kosmiczny wybuch naukowcy obserwowali aż pięć razy. Czasami kosmos płatał im figle i obraz supernowej był zwielokrotniony – tak jakby nie była to jedna eksplozja, ale kilka. Dzięki tej „powracającej supernowej” badaczom udało się dokładnie oszacować tempo rozszerzania się Wszechświata.
W tym artykule:
- Jak szybko rozszerza się Wszechświat?
- Świece standardowe i mikrofalowe promieniowanie tła
- Nowa wartość stałej Hubble’a
Tę dziwną eksplozję po raz pierwszy zauważono w 2014 r. Za pomocą kosmicznego Teleskopu Hubble’a supernową zaobserwował Patrick Kelly, fizyk i astronom pracujący wówczas na Uniwersytecie Kalifornijskim. Na zdjęciu zrobionym z pomocą Hubble’a Kelly zobaczył coś niezwykłego: aż cztery obrazy tego samego wybuchu.
Dziwaczny efekt był rezultatem tzw. soczewkowania grawitacyjnego. Supernowa znajdowała się w galaktyce odległej od Ziemi o 9,3 mld lat świetlnych. Jednak między nią a Ziemią jest jeszcze jedna galaktyka. Dzieli ją od nas 5 mld lat świetlnych.
Gdy światło supernowej dotarło do bliższej nam galaktyki, zostało ugięte w jej polu grawitacyjnym. Obraz supernowej został zaś zwielokrotniony. Dokładne obliczenia pozwoliły postawić naukowcom hipotezę, że dziwna supernowa pojawi się na niebie jeszcze raz, rok później. W 2015 roku faktycznie tak się stało: tę samą supernową astronomowie zaobserwowali po raz piąty.
Jak szybko rozszerza się Wszechświat?
Eksplozja odkryta przez Kelly’ego została nazwana supernową Refsdala. Nazwa pochodzi od nazwiska norweskiego astrofizyka, Sjura Refsdala. Refsdal badał soczewkowanie grawitacyjne. W 1964 r. jako pierwszy wpadł na pomysł, że można je wykorzystać do pomiaru wielkości stałej Hubble’a.
Wybuch supernowej to kosmiczna katastrofa na ogromną skalę. Ale można ją przewidzieć – twierdzą naukowcy
Supernową – jeden z najsilniejszych wybuchów we Wszechświecie – można przewidzieć. Jak to zrobić? Zdaniem astronomów z Japonii istnieją znaki zapowiadające eksplozję czerwonego nadolb...
Stała Hubble’a opisuje tempo rozszerzania się Wszechświata. Jej dokładne określenie jest jednym z największych wyzwań współczesnej astronomii. Naukowcy dotychczas używali do tego dwóch metod. Jednak wyniki uzyskane z ich pomocą okazały się różne.
Świece standardowe i mikrofalowe promieniowanie tła
Pierwsza metoda wykorzystuje tzw. świece standardowe. Czyli – w uproszczeniu – bardzo jasne obiekty astronomiczne, których odległość od Ziemi jest znana. Druga metoda zaś odwołuje się do mikrofalowego promieniowania tła, czyli swoistego echa Wielkiego Wybuchu. Problem polega na tym, że tempo rozszerzania się Wszechświata wyznaczone tymi dwiema metodami jest inne.
Proponowano wiele wyjaśnień tej rozbieżności. Np. nieprawidłowe oszacowanie wpływu ciemnej energii, istnienie nieznanych jeszcze nauce cząstek lub błędy w obliczeniach. – To łamigłówka – przyznaje Patrick Kelly, cytowany przez portal „Live Science”.
Nowa wartość stałej Hubble’a
W połowie maja w prestiżowym czasopiśmie „Science” ukazał się nowy artykuł prof. Kelly’ego i kilkudziesięciu innych naukowców. Badacze wyliczają w nim wartość stałej Hubble’a. Udało im się tego dokonać dzięki obserwacjom supernowej Refsdala w 2014 i 2015 roku.
W jakim tempie rozszerza się więc Wszechświat? Według najnowszych obliczeń to 66,6 kilometrów na sekundę na megaparsek. Megaparsek to stosowana w astronomii miara odległości. Odpowiada 3,26 mln lat świetlnych, czyli ok. 30 trylionom kilometrów.
Nasza galaktyka jest prawdopodobnie pełna martwych cywilizacji
Według naukowców, większość pozaziemskich cywilizacji, które mogły powstać w naszej galaktyce, zdążyła się do tej pory prawdopodobnie unicestwić.
Wynik ten jest bliższy rezultatowi uzyskanemu z pomocą mikrofalowego promieniowania tła. Jednak nie kończy to dyskusji. – [Nasz rezultat – przyp. red.] nie wyklucza wartości uzyskanych z wykorzystaniem supernowych jako świec standardowych – zaznacza Kelly. To po prostu kolejna metoda obliczeń, która może być wykorzystana w przyszłości.
Naukowiec spodziewa się, że w przyszłości zaobserwujemy więcej supernowych takich jak supernowa Refsdala. Czyli takich, których obraz zostanie zwielokrotniony przez soczewkowanie grawitacyjne. A to pozwoli na jeszcze dokładniejsze szacowanie stałej Hubble’a.
Źródła: LiveScience, Science.
Nasz ekspert
Magdalena Salik
Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com