Το JWST μέτρησε το διαστελλόμενο σύμπαν
Το σύμπαν διαστέλλεται — αλλά οι αστρονόμοι δεν μπορούν να συμφωνήσουν πόσο γρήγορα. Και το παρατηρητήριο σούπερ σταρ της NASA, το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, μόλις επιβεβαίωσε ότι υπάρχει πρόβλημα στην κατανόησή μας για τον εκτεινόμενο σύμπαν. Οι νέες μετρήσεις του JWST είναι οι πιο ακριβείς στο είδος τους, αλλά δεν ξεκαθαρίζουν μια μπερδεμένη αναντιστοιχία στις δύο μεθόδους που οι επιστήμονες παρακολουθούν αυτήν την ανάπτυξη.
Το 1929, αστρονόμος
Έντουιν Χαμπλ
ανακάλυψε ότι όλοι οι γαλαξίες που μπορούμε να δούμε απομακρύνονται από εμάς. Η σχέση μεταξύ της απόστασης από έναν γαλαξία και του πόσο γρήγορα κινείται είναι τώρα γνωστή ως νόμος του Hubble. Αυτός ο νόμος χρησιμοποιεί την επίσης επώνυμη σταθερά Hubble για να περιγράψει τον ρυθμό με τον οποίο διαστέλλεται το σύμπαν. Μας λέει επίσης την ηλικία του σύμπαντος: Οι αστρονόμοι μπορούν να χρησιμοποιήσουν τη σταθερά Hubble για να «
επα
ναδιπλώσουν» τον χρόνο στο πότε το σύμπαν θα ήταν ένα ενιαίο σημείο στο διάστημα—τη μεγάλη έκρηξη.
Υπάρχουν δύο κύριοι τρόποι μέτρησης αυτού του θεμελιώδους αριθμού. Το ένα είναι με τον εντοπισμό μικροσκοπικών διακυμάνσεων στην αρχή του σύμπαντος. Το άλλο είναι να παρακολουθείτε αστέρια που τρεμοπαίζουν γνωστά ως Κηφείδες. Αλλά αυτές οι δύο μέθοδοι διαφωνούν. Αυτή η μπερδεμένη αναντιστοιχία είναι γνωστή ως το
Ένταση Hubble
και δεν είναι σαφές εάν είναι πρόβλημα με τα μοντέλα του σύμπαντος ή τις μετρήσεις μας.
Εάν είναι οι μετρήσεις μας, το σφάλμα μπορεί να προκύψει από τον τρόπο με τον οποίο ερευνούμε τα αστέρια των Κηφείδων. Οι αστρονόμοι θεωρούν αυτά τα αντικείμενα ως ένα είδος «τυποποιημένου κεριού», ένα πράγμα στο διάστημα του οποίου η εγγενής φωτεινότητα είναι γνωστή. Μπορούμε να παρατηρήσουμε πόσο φωτεινό ένα από αυτά τα αστέρια
φαίνεται
στον ουρανό. Αν είναι αχνό, είναι πιο μακριά. Πιο φωτεινό είναι πιο κοντά.
[Related: NASA releases Hubble images of cotton candy-colored clouds in Orion Nebula]
«Όταν χρησιμοποιούμε Κηφείδες όπως αυτό, πρέπει να είμαστε πολύ, πολύ σίγουροι ότι μετράμε σωστά τη φωτεινότητά τους, διαφορετικά οι μετρήσεις της απόστασης μας θα είναι απενεργοποιημένες. Ωστόσο, οι Κηφείδες μπορεί να βρίσκονται σε πολυσύχναστα μέρη των γαλαξιών τους και αν τα τηλεσκόπια μας δεν είναι αρκετά ευαίσθητα, δεν μπορούμε να διακρίνουμε ξεκάθαρα έναν Κηφείδη από τα αστέρια γύρω του», εξηγεί ο αστρονόμος.
Tarini Konchady
υπεύθυνος προγράμματος στις Εθνικές Ακαδημίες Επιστημών,
Μηχανική
ς και Ιατρικής.
Πριν από το JWST, το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble (HST) έκανε τις καλύτερες μετρήσεις των άστρων των Κηφειδών. Το HST δεν μπορούσε να διακρίνει μεμονωμένους Κηφείδες όπου ήταν συσσωρευμένοι σε πολυσύχναστες περιοχές, αλλά το JWST μπορεί — και το έκανε. Το JWST κοίταξε σε δύο μακρινούς γαλαξίες και έκανε μετρήσεις της σταθεράς του Hubble 2,5 φορές καλύτερες από ό,τι το HST.
«Οι μετρήσεις του Webb μείωσαν δραματικά τον θόρυβο στις μετρήσεις των Κηφείδων», είπε ο επικεφαλής του έργου
Adam Riess
αστρονόμος στο
Πανεπιστήμιο Johns Hopkins
σε ένα
Δελτίο τύπου της NASA
. «Αυτό το είδος βελτίωσης είναι το πράγμα που ονειρεύονται οι αστρονόμοι!»
Ένα από τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα του JWST είναι η ικανότητά του να κοιτάζει το σύμπαν με υπέρυθρο φως, το οποίο βοηθά στην απομάκρυνση της σκόνης μεταξύ των τηλεσκοπίων μας και των Κηφείδων. «Η αιχμηρή υπέρυθρη
όραση
είναι μια από τις υπερδυνάμεις του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb», είπε ο Riess.
[Related: How old is the universe? Our answer keeps getting more precise.]
Ωστόσο, οι νέες μετρήσεις ταιριάζουν με αυτές από το HST, απλώς με μικρότερες γραμμές σφάλματος—έτσι δεν μπορούμε να προσδιορίσουμε με σιγουριά το μυστήριο σε αυτούς τους παλιούς αριθμούς.
Τα νέα
αποτελέσματα
από τον Riess και την ομάδα είναι μόνο η αρχή, ωστόσο, και έχουν ακόμα πολλούς ακόμη γαλαξίες να παρατηρήσουν με το JWST. «Πιστεύω ότι η κριτική επιτροπή εξακολουθεί να μην εξετάζει εάν το JWST έχει εξαλείψει εντελώς τον συνωστισμό ως λύση στην ένταση του Hubble», λέει ο αστρονόμος του Πανεπιστημίου του Σικάγο.
Άμπιγκεϊλ Λι
. «Ανάλυση των δεδομένων για τους υπόλοιπους 42 γαλαξίες [that JWST plans to observe] θα φωτίσει εάν η ένταση του Hubble είναι ζωντανή και πραγματική ή αν υπάρχουν όντως απλώς σφάλματα στις μετρήσεις των Κηφειδών».
Η μοίρα του σύμπαντος, ή τουλάχιστον η ένταση του Hubble, δεν εξαρτάται μόνο από το JWST. Πολλές άλλες εγκαταστάσεις θα έρθουν στο διαδίκτυο τα επόμενα χρόνια, παρέχοντας περισσότερα στοιχεία για αυτήν την έρευνα. Το Παρατηρητήριο Vera Rubin, για παράδειγμα, θα σαρώνει ολόκληρο τον νότιο ουρανό κάθε λίγες νύχτες όταν ανοίξει το επόμενο έτος, και πιθανότατα θα ανακαλύψει πολλά περισσότερα αστέρια Κηφεΐδων.
«Είμαστε σε ένα σημείο όπου οι αστρονόμοι θα κατακλυστούν από τα πιο ευαίσθητα και ευρείας εμβέλειας δεδομένα μέχρι τώρα», λέει ο Konchady. Μπορεί να μην υπάρχει ακόμη σαφής απάντηση, αλλά οι αστρονόμοι είναι σίγουρα έτοιμοι να ανακαλύψουν αυτό το μυστήριο.
