gov-civil-vilareal.ptNår universet ikke giver mening, skal du se på en smuk galakse
>Hvad gør du, når du finder ud af, at der er noget galt med universet?
I tilfælde af min gamle ven og kollega Adam Riess retter du Hubble -rumteleskop mod en smuk spiralgalakse.
Der kan være lidt mere at sige om det, men du ved, hvis jeg bruger udtrykket 'smuk spiralgalakse', så vil jeg vise dig en smuk spiralgalakse.
Spiralgalaksen NGC 3254, set af Hubble i 2019. Kredit: ESA/Hubble & NASA, A. Riess et al .; CC BY 4.0
serie af uheldige begivenheder tv-show
Uff. Sagde det jo.
Det er NGC 3254, en spiral omkring 65 millioner lysår fra Jorden. Det er anstændigt tæt som galakser går, så Hubble har en fantastisk udsigt over det; titusinder af individuelle stjerner kan ses på dette billede. Hvilket er pointen.
Her er problemet med universet: Vi ved, at det udvider sig, og vi ved, at ekspansionen accelererer, stiger med tiden. Men med hvor meget udgør noget af et problem. Når vi måler meget fjerne objekter, som baggrundsstrålingen, der er tilbage fra Big Bang, får vi et tal for denne ekspansionshastighed, men når vi ser relativt tættere ud, som på stjerner, der eksploderer i galakser en milliard eller to lysår væk, får vi et andet nummer. Tallene er tætte, men forskellen er irriterende .
transformere: den sidste ridderanmeldelse
Begge beregninger er afhængige af en række komplekse observationer, der selv er følsomme over for, hvor godt vi forstår, hvad vi gør. Når det kommer til den med eksploderende stjerner, ser vi på galakser, der stadig er ret fjerne, og at vide, hvor langt væk de er, er en vigtig del af processen. En måde at gøre det på er at lede efter den samme slags supernovaer i meget tættere galakser til os, hvor vi har uafhængige måder at måle deres afstand på og derefter ekstrapolere det til de mere fjerne eksploderende stjerner.
Jordbaseret Pan-STARRS observatorisk billede af spiralgalaksen NGC 3254. Kredit: Aladin/Pan-STARRS
Denne særlige form for supernova, kaldet en Type Ia , sker ofte nok i vores naboskabsgalakser, at vi kan bruge Hubble til at tage et kig på værtsgalaksen og søge efter en særlig slags stjerne i dem kaldet Cepheid -variabler . Disse pulserer bogstaveligt talt og ændrer deres lysstyrke i løbet af uger og måneder. Den hastighed, hvormed deres lys ændres, afhænger af, hvor lysende de faktisk er, hvilket er nøglen til alt. Hvis vi kan måle den pulsation, ved vi, hvor lys stjernen virkelig er. Derefter sammenligner vi det med, hvor lyst det ser ud (fordi jo længere væk en stjerne er, jo svagere det er) og bom: Vi har afstanden til den galakse.
Adam Riess er en af lederne i det astronomiske samfund i forsøget på at forstå den universelle acceleration og har et program på Hubble til at se på disse galakser; at observere dem igen og igen over tid gør det muligt at finde disse variable stjerner og få deres perioder.
Og derfor observerede Hubble NGC 3254 . I 2019, efter at have rejst siden omkring det tidspunkt, hvor en asteroide tog dinosaurerne ud, nåede lyset fra en type Ia -supernova Jorden fra galaksen. Kaldet SN 2019NP, det var ret lyst (for en supernova snesevis af millioner lysår væk), og du kan let se det på Hubble -billedet som en lys blå stjerne nær toppen af billedet:
Scooby Doo! og det 13. spøgelses forbandelse
Supernova SN 2019NP (centreret) blæste op i galaksen NGC 3254, og Hubble blev brugt til at observere både den og stjernerne omkring den for mere præcist at måle dens afstand. Kredit: ESA/Hubble & NASA, A. Riess et al .; CC BY 4.0
er en hunds vej hjem trist
Wow. Disse billeder blev taget i marts 2019, et par måneder efter at supernovaen nåede den maksimale lysstyrke og begyndte at dæmpe. Det var omkring 1/10.000th så lyst som den svageste stjerne, du kan se med det blotte øje, men så er Hubble et anstændigt 'omfang. Stjernen er ret tydelig.
Så disse observationer går på bunken af mange andre observerede galakser for at tilføje et par trin til det, vi kalder afstandsstigen: Få afstanden til nærliggende Cepheids i Mælkevejen, brug den til at få afstande til dem i fjernere galakser, brug den til at kalibrere type Ia -supernovaeksplosioner i disse galakser, bruge dem til at kalibrere langt mere fjerne og derefter bruge de der at finde ud af, hvor hurtigt universet ekspanderer.
Og derfor kiggede Hubble på en smuk spiralgalakse. I sidste ende er problemet næsten helt sikkert ikke med universet - det ved generelt, hvad det gør - men med vores observationer af det. At se på NGC 3254 kan hjælpe med det.
Selvom jeg ærlig talt håber, at problemet viser sig at være reelt. Hvis disse to metoder giver to forskellige tal, fordi universet selv opfører sig meget forskelligt meget langt fra os, ville det være ekstremt fedt. Det betyder flere ting at finde ud af, sjovere videnskab! Forhåbentlig om et par år ved vi det.
