Bu görüntü, ışığının bize ulaşması 5 milyar yıldan uzun süren dev gökada kümesi MACS J1149.5+223’ü göstermektedir. Kümenin devasa kütlesi, daha uzaktaki nesnelerden gelen ışığı büküyor. Bu nesnelerden gelen ışık, yerçekimsel mercekleme nedeniyle büyütülmüş ve bozulmuştur. Aynı etki, aynı uzaktaki nesnelerin birden çok görüntüsünü oluşturmaktır. Kredi: NASA, ESA, S. Rodney (John Hopkins Üniversitesi, ABD) ve FrontierSN ekibi; T. Treu (California Los Angeles Üniversitesi, ABD), P. Kelly (California Berkeley Üniversitesi, ABD) ve GLASS ekibi; J. Lotz (STScI) ve Frontier Fields ekibi; M. Postman (STScI) ve CLASH ekibi; ve Z. Levay (STScI)
Minnesota Üniversitesi liderliğindeki araştırma, Evrenin yaşını daha doğru bir şekilde belirlemeye yardımcı olabilir.
Minnesota Üniversitesi İkiz Şehirler liderliğindeki bir ekip, Evrenin genişleme oranını ölçmek için türünün ilk örneği bir teknik kullanarak Evrenin yaşını daha doğru bir şekilde belirlemeye ve fizikçilerin ve astronomların kozmosu daha iyi anlamalarına yardımcı olabilecek bilgiler sağladı.
Büyütülmüş, çoklu görüntüye sahip bir süpernovadan elde edilen veriler sayesinde, Minnesota Üniversitesi Twin Cities araştırmacıları liderliğindeki bir ekip, Evrenin genişleme oranını ölçmek için türünün ilk örneği olan bir tekniği başarıyla kullandı. Verileri, bu alanda uzun süredir devam eden bir tartışmaya ilişkin içgörü sağlıyor ve bilim adamlarının Evrenin yaşını daha doğru bir şekilde belirlemesine ve kozmosu daha iyi anlamasına yardımcı olabilir.
Çalışma, sırasıyla yayınlanan iki makaleye ayrılmıştır. Bilimdünyanın en iyi hakemli akademik dergilerinden biri ve bu Astrofizik Dergisihakemli bir bilimsel astrofizik ve astronomi dergisi.
Astronomide, Evrenin genişlemesinin “Hubble sabiti” olarak da adlandırılan iki kesin ölçümü vardır. Biri yakınlardaki süpernova gözlemlerinden hesaplanıyor, ikincisi ise “kozmik mikrodalga arka planı”nı ya da patlamadan kısa bir süre sonra Evren’de serbestçe akmaya başlayan radyasyonu kullanıyor. Büyük patlama.
Bununla birlikte, bu iki ölçüm arasında yaklaşık yüzde 10’luk bir fark var ve bu da fizikçiler ve astronomlar arasında yaygın tartışmalara neden oluyor. Her iki ölçüm de doğruysa, bu, bilim adamlarının evrenin oluşumu hakkındaki mevcut teorisinin eksik olduğu anlamına gelir.
Her iki makalenin baş yazarı ve Üniversitede yardımcı doçent olan Patrick Kelly, “Yeni, bağımsız ölçümler, Hubble sabitinin iki ölçümü arasındaki bu anlaşmazlığı doğrularsa, bu, evren anlayışımızın zırhında bir gedik olacaktır” dedi. Minnesota Fizik ve Astronomi Okulu. “Asıl soru, ölçümlerin birinde veya her ikisinde olası bir sorun olup olmadığıdır. Araştırmamız, Evrenin genişleme oranını ölçmek için bağımsız, tamamen farklı bir yol kullanarak bunu ele alıyor.”
Minnesota Üniversitesi liderliğindeki ekip, 2014 yılında Kelly tarafından keşfedilen bir süpernovadan elde edilen verileri kullanarak bu değeri hesaplayabildi; bu, teleskopun aynı kozmik olayın dört farklı görüntüsünü yakaladığı anlamına gelen çoklu görüntülü bir süpernovanın ilk örneği. Keşfin ardından dünyanın dört bir yanındaki ekipler, süpernovanın 2015 yılında yeni bir konumda yeniden ortaya çıkacağını tahmin ettiler ve Minnesota Üniversitesi ekibi bu ek görüntüyü tespit etti.
Bu çoklu görüntüler, süpernovanın bir gökada kümesi tarafından yerçekimsel olarak merceklenmesi nedeniyle ortaya çıktı; bu, kümeden gelen kütlenin ışığı büktüğü ve büyüttüğü bir olgudur. Araştırmacılar, 2014 ve 2015 görüntüleri arasındaki zaman gecikmelerini kullanarak, 1964 yılında Norveçli astronom Sjur Refsdal tarafından geliştirilen ve daha önce uygulanması imkansız olan bir teori kullanarak Hubble Sabitini ölçebildiler.
Kelly, araştırmacıların bulgularının tartışmayı kesin olarak çözmediğini, ancak sorunun daha fazla içgörü sağladığını ve fizikçileri Evrenin yaşının en doğru ölçümünü elde etmeye yaklaştırdığını söyledi.
Kelly, “Ölçümümüz, kozmik mikrodalga arka planından elde edilen değerle daha iyi uyum içinde, ancak -belirsizlikler göz önüne alındığında- yerel mesafe merdiveninden yapılan ölçümü dışlamaz,” dedi. “Kümeler tarafından yerçekimsel olarak merceklenen gelecekteki süpernova gözlemleri de benzer bir sonuç verirse, o zaman mevcut süpernova değeri veya galaksi kümesi karanlık maddesi anlayışımızla ilgili bir sorunu tanımlayacaktır.”
Aynı verileri kullanan araştırmacılar, bazı mevcut galaksi kümesi karanlık madde modellerinin süpernova gözlemlerini açıklayabildiğini buldular. Bu, gökbilimcileri uzun süredir rahatsız eden bir soru olan galaksi kümesindeki karanlık maddenin konumları için en doğru modelleri belirlemelerini sağladı.
Referanslar:
Patrick L. Kelly, Steven Rodney, Tommaso Treu, Masamune Oguri, Wenlei Chen, Adi Zitrin, Simon Birrer, Vivien Bonvin, Luc Dessart, Jose M. Diego, Alexei V. Filippenko’nun “Süpernova Refsdal’ın yeniden ortaya çıkışından Hubble sabiti üzerindeki kısıtlamalar” , Ryan J. Foley, Daniel Gilman, Jens Hjorth, Mathilde Jauzac, Kaisey Mandel, Martin Millon, Justin Pierel, Keren Sharon, Stephen Thorp, Liliya Williams, Tom Broadhurst, Alan Dressler, Or Graur, Saurabh Jha, Curtis McCully, Marc Postman , Kasper Borello Schmidt, Brad E. Tucker ve Anja von der Linden, 11 Mayıs 2023, Bilim.
DOI: 10.1126/science.abh1322
“Süpernova Refsdal’ın Muhteşem Beş Görüntüsü: Zaman Gecikmesi ve Büyütme Ölçümleri” yazan Patrick L. Kelly, Steven Rodney, Tommaso Treu, Simon Birrer, Vivien Bonvin, Luc Dessart, Ryan J. Foley, Alexei V. Filippenko, Daniel Gilman, Saurabh Jha, Jens Hjorth, Kaisey Mandel, Martin Millon, Justin Pierel, Stephen Thorp, Adi Zitrin, Tom Broadhurst, Wenlei Chen, Jose M. Diego, Alan Dressler, Or Graur, Mathilde Jauzac, Matthew A. Malkan, Curtis McCully, Masamune Oguri , Marc Postman, Kasper Borello Schmidt, Keren Sharon, Brad E. Tucker, Anja von der Linden ve Joachim Wambsganss, 11 Mayıs 2023, bu Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-4357/ac4ccb
Bu araştırma öncelikle tarafından finanse edildi NASA Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü ve Ulusal Bilim Vakfı aracılığıyla.
Ekip, Kelly’ye ek olarak Minnesota Üniversitesi Minnesota Astrofizik Enstitüsü’nden araştırmacıları da içeriyordu; Güney Karolina Üniversitesi; Kaliforniya Üniversitesi, Los Angeles; Stanford Üniversitesi; İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü Lozan; Sorbonne Üniversitesi; the Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley; Toronto Üniversitesi; Rutgers Üniversitesi; Kopenhag Üniversitesi; Cambridge Üniversitesi; Kavli Kozmoloji Enstitüsü; Negev Ben-Gurion Üniversitesi; Bask Ülkesi Üniversitesi; Cantabria Üniversitesi; Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (İspanya Ulusal Araştırma Konseyi); gözlemevleri Carnegie Bilim Enstitüsü; the Portsmouth Üniversitesi; Durham Üniversitesi; Kaliforniya Üniversitesi, Santa Barbara; Tokyo Üniversitesi; Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü; Leibniz Potsdam Astrofizik Enstitüsü; Michigan Üniversitesi; Avustralya Ulusal Üniversitesi; Stony Brook Üniversitesi; Heidelberg Üniversitesi; ve Chiba Üniversitesi.