Кредитна слика: Цхандра
Тамна енергија. Да ли постоји и која су његова својства? Користећи слике галаксичких кластера из НАСА-иног рендгенског опсерваторија Цхандра, астрономи су применили снажну, нову методу за откривање и испитивање тамне енергије. Резултати нуде интригантне трагове о природи мрачне енергије и судбини Универзума. Марсхалл центар управља програмом Цхандра.
Фото: Композитна слика галаксичког кластера Абелл 2029 (оптички: НОАО / Китт Пеак / Ј.Усон, Д.Дале; рендгенски снимак: НАСА / ЦКСЦ / ИоА / С.Аллен и др.)
Астрономи су открили и испитивали тамну енергију примењујући снажну, нову методу која користи слике кластера галаксија направљене од НАСА-иног рендгенског опсерваторија Цхандра. Резултати прате прелазак ширења Универзума из успоравајуће у убрзавајућу фазу пре неколико милијарди година и дају интригантне трагове о природи тамне енергије и судбини Универзума.
„Тамна енергија је можда највећа мистерија у физици“, рекао је Стеве Аллен са Института за астрономију (ИоА) са Универзитета у Цамбридгеу у Енглеској и вођа студије. „Као такво, изузетно је важно направити независни тест његовог постојања и својстава.“
Аллен и његове колеге користили су Цхандра за проучавање 26 кластера галаксија на даљинама које одговарају светлосним временима путовања између једне и осам милијарди година. Ови подаци обухватају време када се Универзум успорио од свог првобитног ширења, пре него што је убрзао поново због одбојног дејства тамне енергије.
"Директно видимо да се ширење Универзума убрзава мерењем растојања до тих галаксије", рекао је Анди Фабиан, такође коаутор студије, Иоа. Нови Цхандра резултати сугерирају да се густина тамне енергије не мења брзо са временом и може бити чак и константна, у складу са концептом „космолошке константе“ који је први увео Алберт Еинстеин. Ако је то случај, очекује се да ће се Универзум заувек наставити ширити, тако да ће током многих милијарди година бити примећен само мали део познатих галаксија.
Ако је густина тамне енергије константна, избегавале би се драматичније судбине Универзума. Ту се убраја и „Велики раскоп“, где се тамна енергија повећава све док се галаксије, звезде, планете и атоми на крају не распале. Такође би се искључила и „Велика криза“, у којој се Универзум на крају срушио на себе.
Цхандрова сонда тамне енергије ослања се на јединствену способност рендгенских посматрања да откривају и проучавају врући гас у галаксијама. Из тих података може се одредити однос масе врућег гаса и масе тамне материје у кластеру. Посматране вредности гасне фракције зависе од претпостављене удаљености до кластера, што заузврат зависи од закривљености простора и количине тамне енергије у универзуму.
Пошто су кластери галаксија толико велики, сматра се да представљају поштен узорак садржаја материје у универзуму. Ако је то случај, онда би релативне количине врућег гаса и тамне материје требале бити исте за сваки кластер. Користећи ову претпоставку, Аллен и његове колеге прилагодили су скали удаљености како би одредили који од њих најбоље одговара подацима. Ове удаљености показују да се ширење Универзума прво успоравало, а затим почело да се убрзава пре око шест милијарди година.
Цхандрова запажања се слажу са резултатима супернове, укључујући оне са Хуббле свемирског телескопа (ХСТ), који је први показао утицај тамне енергије на убрзање свемира. Резултати Цхандре потпуно су неовисни од технике супернове - како у таласној дужини, тако и од посматраних објеката. Таква независна верификација је камен темељац науке. У овом случају помаже се отклонити преостале сумње да је техника супернове погрешна.
„Наша метода Цхандра нема никакве везе са другим техникама, тако да дефинитивно не упоређују белешке, да тако кажемо“, рекао је Роберт Сцхмидт са Универзитета у Потсдаму у Немачкој, још један коаутор студије.
Боља ограничења количине тамне енергије и како она варира са временом добивају се комбиновањем резултата рендгенских зрака са подацима НАСА-ове Вилкинсон микровалне пећнице за анизотропију (ВМАП), која је користила запажања космичког микроталасног позадинског зрачења како би открила доказе за тамну енергију у веома раном Универзуму. Користећи комбиноване податке, Аллен и његове колеге открили су да тамна енергија чини око 75% Универзума, тамна материја око 21%, а видљива материја око 4%.
Аллен и његове колеге истичу да су несигурности у мерењима такве да су подаци у складу са тамном енергијом која има сталну вредност. Постојећи подаци о Цхандри, међутим, омогућавају могућност да се густоћа тамне енергије повећава с временом. Детаљније студије са Цхандра, ХСТ, ВМАП и будућом мисијом Цонстеллатион-Кс требало би да пруже много прецизнија ограничења тамној енергији.
„Док боље не разумемо космичко убрзање и природу мрачне енергије, не можемо се надати да ћемо разумети судбину Универзума“, рекао је независни коментатор Мицхаел Турнер, са Универзитета у Чикагу.
Тим који је водио истраживање такође је био Харалд Ебелинг са Универзитета на Хавајима и покојни Леон ван Спеиброецк из Харвард-Смитхсониан Центра за астрофизику. Ови резултати ће се појавити у наредном броју Месечних обавештења Краљевског друштва за астрономију.
НАСА-ин центар за свемирске летове Марсхалл из Хунтсвилле-а, Алаха, управља програмом Цхандра за НАСА-ин уред за свемирске науке у Васхингтону. Нортхроп Грумман из Редондо Беацха, Калифорнија, раније ТРВ, Инц., био је главни развојни извођач опсерваторије. Смитхсониан Астропхисицал Обсерватори контролише науку и операције лета из рендгенског центра Цхандра у Цамбридгеу, Массацхусеттс.
Додатне информације и слике су доступне на:
хттп://цхандра.харвард.еду/
и
хттп://цхандра.наса.гов/
Изворни извор: НАСА Невс Релеасе
