Astronomiczny Obiekt Miesiąca: Sierpień 2023

< poprzedni Archiwum następny >

Wszechświat: przeszłość i przyszłość napisane na nowo

Nowa analiza pozwoliła na zwiększenie precyzji parametrów rządzących ekspansją Wszechświata. Dokładniejsze pomiary pozwolą astronomom na zbadanie, jak kosmos urósł do obecnej postaci i jak będzie ewoluował w przyszłości.

Wiadomo już od blisko stulecia, że Wszechświat rozszerza się, jednak w kosmosie nie ma czegoś na kształt znaków drogowych, które dość precyzyjnie wskazywałyby nam odległości do różnych obiektów. Ze względu na to także badanie tempa rozszerzania się czasoprzestrzeni jest bardzo trudne. Naukowcy nauczyli się już, jak "tworzyć" sobie takie miarki, korzystając z faktu, że im odleglejszy jest obserwowany obiekt, tym słabiej zdaje się on świecić. Zatem gdy obliczymy, jak jasny powinien być taki obiekt leżący w danej odległości, po czym zmierzymy jego jasność, będziemy w stanie wyznaczyć jego rzeczywistą odległość. Obiekty, dla których udało nam się wyznaczyć odległości na podstawie ich jasności, nazywamy świecami standardowymi.

Międzynarodowy zespół kierowany przez dr. hab. Marię Giovannę Dainotti z Narodowego Obserwatorium Astronomicznego Japonii (NAOJ), w skład którego wchodzą też między innymi Małgorzata Bogdan (UWr) i student Aleksander Lenart z OA UJ, przeprowadził nowe, przełomowe badania z użyciem superkomputerów instytutu NAOJ. Zespół zastosował zaawansowane metody statystyczne do przeanalizowania różnej klasy świec standardowych, takich jak supernowe, kwazary, czy rozbłyski gamma (GRB). Wynalezienie tych nowych metod statystycznych okazało się kluczowe dla precyzyjnego wyznaczenia parametrów astronomicznych. Metody te uwzględniają zmienność rozkładów statystycznych przy dopasowywaniu modelu. Każda z rozważanych świec standardowych pozwala na wgląd w różne zakresy odległości od Ziemii, w głąb Wszechświata. Połączenie danych z tych różnych próbek pozwoliło badaczom na skuteczne określenie odległości w kosmosie i lepsze niż dotąd “zmapowanie” Wszechświata, rzucając światło na nowe, nieznane dotychczas aspekty natury czasoprzestrzeni.

Nowe pomiary pozwoliły na zmniejszenie niepewności pomiarowych kluczowych parametrów kosmologicznych nawet do 35%. Otrzymana precyzja pozwoli na ustalenie, czy Wszechświat będzie się rozszerzać w nieskończoność, czy też w pewnym momencie zacznie się kurczyć.



Oryginalne publikacje:

M. G. Dainotti et al., Reducing the uncertainty on the Hubble constant up to 35% with an improved statistical analysis: different best-fit likelihoods for Supernovae Ia, Baryon Acoustic Oscillations, Quasars, and Gamma-Ray Bursts, Astrophysical Journal, 951, 63 (2023)

M. G. Dainotti et al., Quasars: Standard Candles up to z=7.5 with the Precision of Supernovae Ia, Astrophysical Journal, 950, 45 (2023)

Opisane wyniki są częścią badań prowadzonych w Zakładzie Astrofizyki Wysokich Energii Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie. Autorzy składają podziękowania National Astronomical Observatory of Japan i RIKEN za wsparcie w realizacji pracy i częściowe sfinansowanie publikacji.


Kontakt:

Aleksander Lenart Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Jagiellońskiego Aleksander.Lenart [@] student.uj.edu.pl