Supernowe typu Ia jednak dobrze mierzą rozszerzanie Wszechświata

dnia 04/01/2017

Nowe badania potwierdzają właściwość wykorzystywania supernowych typu Ia takich jak G299 do pomiarów tempa rozszerzania Wszechświata. Źródło: NASA

Jak dużo supernowe mówią nam o historii Wszechświata?

Najnowsze badania przeprowadzone przez kosmologów z University of Chicago oraz Wayne State University potwierdzają dokładność pomiarów tempa rozszerzania Wszechświata opierających się na badaniu supernowych typu Ia. Wyniki badań wspierają powszechnie uważaną teorię o tym, że rozszerzanie Wszechświata przyspiesza, a owo przyspieszenie przypisywane jest tajemniczej sile znanej jako ciemna energia. Najnowsze wyniki kontestują niedawne badania, które sugerowały, że supernowe typu Ia nie są wiarygodnym narzędziem pomiaru tempa rozszerzania Wszechświata.

Wykorzystanie światła emitowanego przez eksplodujące gwiazdy, których jasność dorównuje jasności całej galaktyki, do określania odległości w przestrzeni kosmicznej doprowadziło do Nagrody Nobla w 2011 roku. Metoda ta bazuje na założeniu, że niczym żarówki o znanej mocy, wszystkie supernowe typu Ia mają niemal identyczną maksymalną jasność podczas eksplozji. Taka stałość sprawia, że mogą być one wykorzystane jako świece standardowe do mierzenia odległości. Im słabsze światło, tym dalej znajduje się eksplodująca gwiazda. Jednak w ostatnich latach metoda była kwestionowana, ponieważ niektóre wyniki badań wskazywały, że supernowe typu Ia nie mają identycznej maksymalnej jasności.

„Przeanalizowane przez nas dane potwierdzają jednak, że supernowe typu Ia są dobrym narzędziem do mierzenia odległości w przestrzeni kosmicznej,” mówi Daniel Scolnic, badacz z Kavli Institute for Cosmological Physics i współautor opracowania opublikowanego w periodyku  Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. „Nie powinniśmy przeceniać poprzednich badań tylko dlatego, że były szeroko komentowane, choć oczywiście istotne jest kwestionowanie i wzmacnianie naszych fundamentalnych założeń.”

Jeden z ostatnich artykułów krytykujących wykorzystywanie supernowych typu Ia do pomiarów sugerował, że jasność tych supernowych  może osiągać jeden z dwóch maksymalnych poziomów, co wskazywało na istnienie dwóch osobnych podklas SNIa. Podczas badań przeprowadzanych przez Davida Cinabro, profesora z Wayne State University, Ricka Kesslera z Kavli Institute i innych, w danych zebranych w ramach przeglądu Sloan Digital Sky Survey Supernovae Search nie udało się odkryć dowodów na występowanie dwóch osobnych podklas SNIa.

Gdy naukowcy  odkryli, że supernowe typu Ia są słabsze niż oczekiwano, doszli do wniosku, że Wszechświat rozszerza się coraz szybciej. To przyspieszenie tłumaczone jest oddziaływaniem ciemnej energii, która według naukowców stanowi 70% Wszechświata. Enigmatyczna siła odpycha od siebie materię przez co nie pozwala grawitacji spowolnić rozszerzania Wszechświata.

Jednak dla wielu kosmologów substancja stanowiąca 70% Wszechświata i całkowicie nieznana nie przypada do gustu wielu naukowcom. Dlatego też postanowiono ponownie przeanalizować narzędzia matematyczne wykorzystywane do badania supernowych. To właśnie ta analiza przykuła uwagę mediów w 2015 roku – jej wyniki wskazywały, że supernowe typu Ia nie potwierdzają istnienia ciemnej energii.

Scolnic wraz z Adamem Riessem, który otrzymał Nagrodę Nobla w 2011 za odkrycie przyspieszenia rozszerzania się Wszechświata napisał artykuł do Scientific American (26/10/2016), w którym odrzucił te wnioski. Autorzy wykazali, że nawet jeżeli narzędzia matematyczne wykorzystywane do analizy supernowych typu Ia używane są „niewłaściwie”, to wciąż wskazują na 99,7% prawdopodobieństwo przyspieszającego rozszerzania Wszechświata.

Nowe wyniki badań są pocieszeniem dla badaczy wykorzystujących supernowe Ia do zdobywania wiedzy o ciemnej energii – mówi Joshua A. Frieman z Fermi National Accelerator Laboratory, który nie brał bezpośredniego udziału w badaniach.

Źródło: University of Chicago

Dodaj komentarz