Telescopul spațial James Webb tocmai a măsurat rata de expansiune a universului. Astronomii sunt confuzi. Alertă științifică

Telescopul spațial James Webb a măsurat rata de expansiune a universului, iar rezultatele nu sunt o veste grozavă pentru cea mai mare criză din cosmologie.

Acest rezultat este în concordanță cu măsurătorile efectuate de telescopul spațial Hubble. Aceasta înseamnă că nu este nimic în neregulă cu datele Hubble și că suntem încă într-o fundătură.

Există încă un dezacord între diferitele metode de măsurare cunoscute sub numele de tensor Hubble, așa că va trebui să ne bazăm pe o altă modalitate de a ne da seama cât de repede se extinde universul.

Universul din jurul nostru poate părea staționar, neschimbat, dar tot ceea ce vedem se îndepărtează într-un ritm enorm cunoscut sub numele de Constanta Hubble sau H0. Nu este clar cât de rapid este H0, deoarece diferite moduri de măsurare a acestuia dau rezultate diferite.

O modalitate este să privim urmele universului timpuriu, cum ar fi lumina reziduală în fundalul cosmic cu microunde sau undele sonore înghețate în timp.

O altă modalitate este de a măsura distanțe până la obiecte cu luminozitate intrinsecă cunoscută, cum ar fi supernovele de tip Ia sau Stele variabile cefeidea cărui lumină fluctuează în mod regulat, ceea ce este legat de luminozitatea sa intrinsecă.

Prima metodă tinde să returneze o rată de expansiune de aproximativ 67 de kilometri pe secundă per milion de parsecs. Al doilea, aproximativ 73 de kilometri pe secundă pe megaparsec. Această discrepanță între cele două este cunoscută sub numele de tensiune Hubble.

Aceste măsurători au fost efectuate în mod repetat, reducând foarte mult șansele de eroare în fiecare dintre estimări. Cu toate acestea, rămâne posibilitatea ca cel puțin unele dintre date să fie înșelătoare – mai ales că unele dintre cele mai bune date pe care le avem despre variabilele Cepheid provin dintr-o singură sursă, Telescopul Spațial Hubble.

„[Cepheid variables] Este instrumentul standard de aur pentru măsurarea distanțelor dintre galaxii aflate la 100 de milioane de ani-lumină sau mai mult și este un pas crucial în determinarea constantei Hubble. „Din păcate, stelele din galaxii sunt grupate într-o zonă mică din punctul nostru de vedere îndepărtat, așa că deseori nu avem rezoluția de a le separa de vecinii lor cu linia de vedere.” explică astrofizicianul Adam Ries Institutul de Știință al Telescopului Spațial (STScI) și Universitatea Johns Hopkins.

„Principala justificare pentru construirea Telescopului Spațial Hubble a fost rezolvarea acestei probleme… Hubble are o rezoluție mai bună a lungimii de undă vizibilă decât orice telescop de la sol, deoarece se află deasupra efectelor nebuloase ale atmosferei Pământului. Ca urmare, poate identifica Cefeide individuale. variabile în galaxii aflate la mai mult de o sută de kilometri distanță.” milioane de ani-lumină și măsurând intervalul de timp în care se schimbă luminozitatea.”

Pentru a tăia orice lumină care blochează praful din apropierea luminii Aceste observații trebuie făcute în infraroșu apropiat, o parte a spectrului electromagnetic în care Hubble nu este deosebit de puternic. Aceasta înseamnă că există încă o anumită incertitudine cu privire la datele pe care le-a obținut.

Telescopul spațial James Webb, pe de altă parte, este un telescop în infraroșu puternic, iar datele pe care le colectează nu sunt supuse acelorași limitări.

Rees și echipa sa au transformat mai întâi telescopul spațial James Webb într-o galaxie de distanță cunoscută, pentru a calibra telescopul pentru iluminarea variabilă Cepheid. Apoi au observat cefeide în alte galaxii. În total, telescopul spațial James Webb a colectat observații ale a 320 de stele cefeide, reducând foarte mult zgomotul prezent în observațiile Hubble.

Deși datele Hubble sunt foarte zgomotoaseCu toate acestea, datele privind distanța erau încă în concordanță cu observațiile de la telescopul spațial James Webb. Aceasta înseamnă că nu putem exclude calculele H0 bazate pe datele Hubble; Viteza actuală este de 73 de kilometri pe secundă pe megaparsec în acest moment, iar eroarea umană – cel puțin în acest caz – nu poate explica agitația Hubble.

Încă nu știm cauza tensiunii. O forță candidată principală este energia întunecată, o forță misterioasă și puțin cunoscută, dar aparent fundamentală Aplicați presiune negativă Acest lucru accelerează expansiunea universului. Cu noile măsurători ale telescopului spațial James Webb, s-ar putea să fim puțin mai aproape de răspuns.

„Cu Webb confirmând măsurătorile de la Hubble, măsurătorile lui Webb oferă cele mai puternice dovezi de până acum că erorile sistematice în fotometria cefeidă a lui Hubble nu joacă un rol semnificativ în agitația actuală a lui Hubble.” spune Reese.

„Ca urmare, cele mai interesante posibilități rămân pe masă și ambiguitatea tensiunii se adâncește.”

Rezultatele au fost acceptate în Jurnalul de astrofizicăși este disponibil pe arXiv.