Астрофизики получили точные данные о скорости расширения космоса, противоречащие существующим теоретическим моделям

19.01.2025 18:37:00 | iXBT.com

Международная группа учёных под руководством Дэна Скольника из Университета Дьюка получила новые подтверждения того, что Вселенная расширяется быстрее, чем предполагают современные теоретические модели. Результаты исследования усиливают существующее противоречие между наблюдениями и теорией, известное как постоянная Хаббла (напряжение Хаббла).

«То, что раньше было напряжённостью, теперь превращается в кризис», — отмечает Скольник. Определение скорости расширения Вселенной — постоянной Хаббла — остаётся одной из ключевых задач науки с 1929 года, когда Эдвин Хаббл впервые обнаружил расширение космоса.

Источник: NOIRLab

Используя данные Спектроскопического прибора тёмной энергии (DESI), который каждую ночь наблюдает более 100 000 галактик, и измерения расстояния до скопления Кома, исследователи получили новое значение постоянной Хаббла — 76,5 километров в секунду на мегапарсек. Это означает, что локальная Вселенная расширяется на 76,5 километров в секунду быстрее каждые 3,26 миллиона световых лет.

Для измерений учёные использовали световые кривые от 12 сверхновых типа Ia в скоплении Кома, находящемся на расстоянии около 320 миллионов световых лет от Земли. Сверхновые этого типа обладают предсказуемой светимостью, что делает их надёжными «космическими маяками» для расчёта расстояний.

На левом изображении показано расположение сверхновых типа Ia, идентифицированных в скоплении галактик Кома (жёлтые звездочки), а также галактик, входящих в группу Кома согласно полному каталогу S24 (серые кружки), выборке S24 FP (тёмно-синие кружки) и каталогу T15 (голубые кружки). Центр скопления отмечен красным цветом. На правом изображении представлен цветной снимок области , выделенной прямоугольником слева, с отмеченными на нём сверхновыми, попадающими в эту область1. Иллюстрация: Daniel Scolnic et al 2025 ApJL 979 L9 DOI 10.3847/2041-8213/ada0bd

Астрономы стремятся повысить точность измерения постоянной Хаббла, для чего планируют улучшить наблюдения за скоплением галактик Кома несколькими подходами. Учёные хотят увеличить количество наблюдаемых сверхновых типа Ia (SN Ia) в скоплении Кома с текущих 13 до 40. Они служат «стандартными свечами» для измерения космических расстояний. Наблюдение большего числа таких сверхновых позволит уменьшить погрешность измерений средней стандартизированной яркости до ~0.024 mag, что меньше погрешности текущей калибровки между SN Ia и цефеидами. А проведение многополосных фотометрических наблюдений с высокой частотой кадров и увеличение количества спектроскопических наблюдений предоставит более точные кривые блеска для идентификации большего числа кандидатов в SN Ia.

Кроме того, астрономы собираются использовать данные нового проекта DESI за первый год, которые, как ожидается, будут включать измерения для ~100 000 эллиптических галактик, что позволит изучить гораздо больше галактик, уменьшить погрешности и уточнить расстояния.

Наконец, учёные планируют использовать мощный космический телескоп «Джеймс Уэбб» в рамках программы Cycle 3 (2025), что позволит дальнейшее уточнение расстояния до скопления Кома.

Все эти методы в совокупности должны значительно повысить точность определения постоянной Хаббла, что поможет лучше понять, как устроена и как расширяется наша Вселенная.

«Мы подошли к моменту, когда пристально смотрим на модели, которыми пользовались два с половиной десятилетия, и видим, что что-то не сходится. Это может изменить наше понимание Вселенной, и это захватывающе! В космологии всё ещё остаются сюрпризы, и кто знает, какие открытия ждут нас впереди?», — подчёркивает Скольник.

Подробнее