Всъщност това не е новина. През септември миналата година съобщихме, че измерванията на космическия телескоп „Джеймс Уеб“ на скоростта на разширяване на Вселената е в съгласие с измерванията, направени от космическия телескоп Хъбъл.

Тази седмица ще бе повторено отново и потвърдено, че измерванията на космическия телескоп Хъбъл за скоростта на разширяване на Вселената са правилни.

Това означава, че в данните от Хъбъл няма грешка и че все още космологията е в задънена улица.

Когато учените се опитват да разрешат една от най-големите главоблъсканици в космологията, те трябва да проверяват три пъти домашното си. Проблемът, наречен „Напрежението на Хъбъл“, се състои в това, че текущата скорост на разширяване на Вселената е по-голяма от очакваното от астрономите въз основа на първоначалните условия на Вселената и настоящото ни разбиране за еволюцията на Вселената.

Учените, използващи космическия телескоп „Хъбъл“ и много други телескопи, постоянно намират число, което не съвпада с прогнозите въз основа на наблюдения от мисията „Планк“ на ESA (Европейската космическа агенция). Разрешаването на това несъответствие изисква ли нова физика? Или е резултат от грешки в измерването между двата различни метода, използвани за определяне на скоростта на разширяване на пространството?

Скоростта на разширяване на Вселената е представена от константата на Хъбъл H0 и един от методите за измерване на тази скорост е „стълбата на космическото разстояние“, за която те измерват паралакса към близки звезди, цефеидите към по-далечни звезди и свръхнови тип Ia за далечни звезди.

Цефеидите вече са наблюдавани с Хъбъл и на тази база бе възможно да се оцени тяхното разстояние. Цефеидите са променливи звезди, за които Хенриета Левит открива през 1908 г., че има връзка между периода на променливост и действителната яркост на звездата. Ако се знае привидната яркост на цефеида и, благодарение на периода, също и действителната яркост, може лесно да се изчисли разстоянието и след това да се използва нейното червено отместване, за да се изчисли как се променя разстоянието ѝ от нас и следователно скоростта на разширяване на Вселената.

Що се отнася до цефеидите в далечни галактики. проблемът бе, че Хъбъл може да е видял няколко звезди едновременно („струпвания, клъстери“) вместо една звезда. Това може да повлияе на наблюденията. За да премахнат този възможен шум, астрономите през 2022 г. използваха „Джеймс Уеб“, за да разгледат цефеидите, 218 в NGC 5584 и 107 в NGC 4258, две галактики.

Резултат: Уеб успя да потвърди това, което Хъбъл беше видял по-рано. Следователно цефеидите, които Хъбъл е видял, не са били част от гъсти звездни купове. Въпреки че наблюденията на Хъбъл бяха „по-шумни“, така че съдържаха повече шум, по същество връзката период-светимост на цефеидите, измерена от Хъбъл, се запази и по този начин измерената скорост на разширение на Вселената.

Една и съща цефеида, видяна от Уеб и Хъбъл. Кредит: NASA, ESA, CSA, STScI, A. Riess (JHU/STScI)

И за какво става дума през 2024 г.? Ето защо:

Екипът SH0ES (Supernova H0 for the Equation of State of Dark Energy - H0 за уравнението на състоянието на тъмната енергия, изчислена по свръхнови, свободен превод) е ръководен от Адам Рийс (Adam Riess), един от астрономите, открили ускореното разширяване на Вселената и по този начин тъмната енергия Λ през 1998 г.

Той откри с NIRCam на „Джеймс Уеб“ над 1000 цефеиди, измерени в далечни галактики, включително в NGC 5468, галактика на 130 милиона светлинни години (вижте по-долу).

Галактиката NGC 5468. Кредит: NASA, ESA, CSA, STScI, A. Riess (JHU/STScI)

Никога досега не са били измервани толкова много и толкова далечни цефеиди.

И резултатът бе отново същият - „Джеймс Уеб“ успя да потвърди това, което Хъбъл бе видял по-рано. Същият резултат като миналата година, но още по-добре обоснован. Константата на Хъбъл H0, получена от това проучване, се различава със статистическа надеждност не по-малко от 8σ от това, което са дали измерванията на ранната вселена.

Това означава, че в данните от Хъбъл няма грешка и че все още космологията е в задънена улица, и се запазва напрежението на Хъбъл непокътнато.

Справка: Adam G. Riess et al, JWST Observations Reject Unrecognized Crowding of Cepheid Photometry as an Explanation for the Hubble Tension at 8σ Confidence, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI 10.3847/2041-8213/ad1ddd

Източник: Webb and Hubble telescopes affirm the universe's expansion rate, but the puzzle persists, Bethany Downer, Ninja Menning, European Space Agency