Sportal.rs

Будите у току са најновијим дешавањима у Србији на терену са вестима заснованим на чињеницама Спортал, ексклузивним видео снимцима, фотографијама и ажурираним мапама.

Двострука супернова отвара нове могућности за фину космологију

Козмолози су пронашли начин да се множе Здравље Мерење удаљености до експлозија супернове – један од њихових испробаних и истинитих алата за проучавање мистериозне тамне енергије због које се свемир шири све брже и брже. Резултати сарадње са оближњом фабриком супернова (СНфацтори), коју води Грег Алдринг из Националне лабораторије Лавренце Беркелеи из Одељења за енергетику (Лабораторија Беркелеи), омогућиће научницима да проучавају тамну енергију са драматично побољшаном тачношћу и прецизношћу, пружајући снажне унакрсне испитивање технологије на великим удаљеностима и током времена. Резултати ће такође бити од кључне важности за предстојеће велике космичке експерименте који ће користити нове земаљске и свемирске телескопе за тестирање алтернативних објашњења за тамну енергију.

Године објављена су два рада Тхе Астропхисицал Јоурнал Извештавање о овим налазима, са Килеом Боонеом као главним аутором. Тренутно сам постдокторанд на Универзитет у Вашингтону, Бооне је бивши нобеловац, дипломирани студент Саула Перлмуттера, главни научник у лабораторији Беркелеи и професор УЦ Беркелеи који је водио један од тимова који су првобитно открили тамну енергију. Перлмуттер је такође био коаутор у обе студије.

Супернове су коришћене 1998. године како би донијеле запањујуће откриће да се ширење свемира убрзава, умјесто да се успорава како се очекивало. Ово убрзање – приписано тамној енергији која чини две трећине свеукупне енергије у свемиру – од тада је потврђено низом независних технологија, као и детаљнијим студијама супернова.

Откриће тамне енергије ослањало се на употребу одређене класе супернова, тип 1. Ове супернове увек експлодирају на приближно истој унутрашњој максималној осветљености. Будући да је коришћена максимална посматрана осветљеност супернове за закључивање даљине, преостале мале разлике у суштинској максималној осветљености ограничавале су тачност којом се тамна енергија може тестирати. Упркос 20 година побољшања од стране многих група, студије супернове тамне енергије до сада су биле ограничене овим разликама.

Два спектра су супернове

Горња лева слика приказује спектре – осветљеност у односу на таласну дужину – две супернове. Једно је близу, а друго је врло далеко. Да би измерили тамну енергију, научници морају врло прецизно да измере растојање између њих, али како знају да ли су исти? Доња десна слика упоређује спектре – показујући да су у ствари „близанци“. То значи да се њихова релативна удаљеност може мерити са тачношћу од 3 процента. Светла тачка у средини горњег дела је слика свемирског телескопа Хабл 1994Д (СН1994Д) у галаксији НГЦ 4526. Кредит: Графикон: Зосиа Ростомиан / Беркелеи Лаб; Фото: НАСА / Европска свемирска агенција

Учетворостручење броја супернова

READ  У блоку је пријављено 1.265 нових случајева ЦОВИД-19, 7 додатних смртних случајева

Нови резултати које је објавила СНфацтори потичу из вишегодишњег истраживања у потпуности посвећеног повећању тачности космичких мерења извршених суперновима. Мерење тамне енергије захтева поређење максималне осветљености удаљених супернова, које су милијардама светлосних година удаљене од оближњих супернова, удаљених „само“ 300 милиона светлосних година. Тим је детаљно проучио стотине оближњих супернова. Свака супернова је измерена неколико пута, у интервалима од неколико дана. Испитајте сваки спектрометар супернове снимајући његов интензитет у опсегу таласних дужина видљиве светлости. За мерење спектра коришћен је инструмент посебно дизајниран за ово истраживање, интегрисани пољски спектрометар Супернова, који је инсталиран у 2,2 м телескопу Универзитета на Хавајима у Маунакеи.

“Одувек смо имали идеју да би, ако би физика експлозије две супернове била иста, њихова максимална осветљеност била иста. Користећи спектре оближње биљке супернове као неку врсту ЦТ скенирања током експлозије супернове, можемо тестирајте ову идеју “, рекао је Перлмуттер.

У ствари, пре неколико година физичарка Ханна Факхоури, која је тада била апсолвенткиња која је радила са Перлмуттером, открила је кључ данашњих резултата. Гледајући многе спектре које је забележио СНфацтори, открио сам да су се у великом броју случајева спектри две различите супернове чинили готово идентичним. Од 50-ак супернова, неке су биле готово идентични близанци. Када су постављени осцилирајући спектри пара близанаца, постојао је само један пут за око. Тренутна анализа се ослања на ово запажање за моделирање понашања супернових у периоду близу времена њиховог максималног сјаја.

Ново дело готово учетворостручује број супернова коришћених у анализи. То је учинило узорак довољно великим да примени технике машинског учења за идентификацију ових близанаца, што је довело до открића да се спектри супернова типа Иа разликују на само три начина. Сопствена осветљеност супернова такође углавном зависи од ове три уочене разлике, што омогућава мерење удаљености супернове са посматраном тачношћу од око 3%.

READ  НАСА-ин хеликоптер Марс „домишљатост“ није успео да лети током четврте рунде и пребачен је на петак.

Једнако важно, ова нова метода не пати од пристрасности које су окруживале претходне методе, а које се виде приликом упоређивања супернова пронађених у различитим типовима галаксија. Будући да се блиске галаксије понешто разликују од удаљених галаксија, постојала је озбиљна забринутост да би таква зависност могла произвести лажна очитавања у мерењу тамне енергије. Ова брига се сада може знатно смањити мерењем удаљених супернова овом новом техником.

Описујући ово дело, Бооне је приметио да „конвенционално мерење удаљености супернове користи криве светлости – слике снимљене у неколико боја док супернова светли и бледи. Уместо тога, користили смо спектар сваке супернове. Они су много детаљнији и са технике машинског учења које су постале Тада је могуће разазнати сложено понашање које је било кључно за тачније мерење даљине “.

Резултати бонских радова обавестиће два предстојећа велика експеримента. Први експеримент биће на 8,4 метра дугој опсерваторији Рубин, у изградњи у Чилеу, уз Истраживање свемирског и временског наслеђа, заједнички пројекат између Одељења за енергетику и Националне научне фондације. Друго је НАСАСледећи римски телескоп Нанци Граце. Ови телескопи ће измерити хиљаде супернова да би побољшали мерење тамне енергије. Моћи ће да упореде своје резултате са мерењима извршеним применом допунских техника.

Алдеринг, који је уједно и коаутор радова, примећује: „Ова техника мерења даљине није само прецизнија, већ захтева само један спектар, ухваћен када је супернова светлија и самим тим је лакше уочити – промена игре! од посебне вредности у овој области где је утврђено да су предрасуде мањкаве и велика је потреба за независном верификацијом.

СНфацтори сарадња укључује лабораторију Беркелеи, лабораторију за нуклеарну физику и високе енергије на Сорбони, Центар за астрономска истраживања у Лиону и Институт за физику за бесконачно 2 на Универзитету Цлауде Бернард, Универзитет ЈејлНемачки Универзитет Хумболдт, Институт за астрофизику Мак Планцк, Кинески универзитет Тсингхуа, Центар за физику честица у Марсеју и Универзитет Цларемонт-Аувергне.

READ  Централ Дистрицт Хеалтх подиже смјернице за маске за лице за четири округа

Овај рад подржали су Одељење за енергетику, Научни уред НАСА-е, Одељење за астрофизику, Фондација Гордон и Бетти Мооре, Француски национални институт за нуклеарну и физику честица и Национални институт за земљу и астрономију Француског националног центра за научна истраживања. Немачка истраживачка фондација, Немачки свемирски центар, Европски истраживачки савет, Универзитет Тсингхуа и Национална фондација за природне науке Кине.

Супернова СН 2011фе

Пример супернове: Паломар Трансиент Фацтори СН 2011фе откривена је у галаксији Пинвхеел у близини Великог медведа 24. августа 2011. Заслуге: БЈ Фултон, Глобална мрежа телескопа опсерваторија Лас Цумбрес

Додатна позадина

1998. године две конкурентске групе које су проучавале супернове, Пројекат космологије Супернова и Тим за претрагу Супернова, објавиле су да су пронашле доказе да се, супротно очекивањима, ширење универзума не успорава, већ постаје све брже и брже. Тамна енергија је термин који се користи за описивање узрока убрзања. Нобелова награда за 2011. годину додељује се вођама два тима: Саулу Перлмуттеру из Беркелеи Лаб и УЦ Беркелеи, вођи пројекта Супернова Цосмологи, и Бриану Сцхмидту из Аустралијски национални универзитет Адам Реес из Јохнс Хопкинс-а је из Хигх-з тима.

Додатне технике за мерење тамне енергије укључују апарат за спектроскопију тамне енергије који подржава Енергија, под вођством Беркелеи Лаб-а, који ће користити спектроскопију на 30 милиона галаксија у технологији названој акустично осциловање бариона. Рубин ће користити и другу, звану сочиво слабе гравитације.

Референце:

“Укључивање супернова типа 1. И. Варирање спектра при максималној светлости” К. Бооне, Г. Алдеринг, П. Антилогус, Ц. Арагон, С. Баилеи, Ц. Балтаи, С. Бонгард и Ц. Бутон, И. Цопин, С. Дикон, Д. Фоуцхез, Е. Ганглер, Р. Гупта, Б. Хаиден, В. Хиллебрандт, АГ Ким, М. Ковалски, Д. Кустерс, П.-Ф. Легет, Ф. Мондон, Ј. Нордин, Р. Паин, Е. Пецонтал, Р. Переира, С. Перлмуттер, КА Пондер, Д. Рабиновитз, М. Ригаулт, Д. Рубин, К. Рунге, Ц. Саундерс, Г Смадја, Н. Сузуки, Ц. Тао, С. Таубенбергер, РЦ Тхомас и М. Винцензи, 6. маја 2021, Тхе Астропхисицал Јоурнал.
ДОИ: 10.3847 / 1538-4357 / абец3ц

“Укључивање близанаца супернова типа 1. ИИ. Побољшање процене космичке удаљености” К. Боон, Ј. Алдринг, Б. Антелугус, Ц. Арагон, С. Баилеи, Ц. Палтаи, С. Бонгард, Ц. Боттон, И. Цобаин, С. Дицксон Фуцхс, Е. Ганглер, Р. Гупта, Б. Хаиден, В. Хиллебрандт, АГ Ким, М. Ковалски, Д. Кустерс, П.-Ф. Легет, Ф. Мондон, Ј. Нордин, Р. Паин, Е. Пецонтал, Р. Переира, С. Перлмуттер, КА Пондер, Д. Рабиновитз, М. Ригаулт, Д. Рубин, К. Рунге, Ц. Саундерс, Г Смадја, Н. Сузуки, Ц. Тао, С. Таубенбергер, РЦ Тхомас и М. Винцензи, 6. маја 2021, Тхе Астропхисицал Јоурнал.
ДОИ: 10.3847 / 1538-4357 / абец3б