Новое исследование, проведенное с помощью космического телескопа имени Джеймса Уэбба, может положить конец многолетним спорам астрономов о скорости расширения Вселенной. Группа учёных под руководством Венди Фридман из Университета Чикаго применила передовые методы анализа данных, полученных с помощью этого уникального астрономического инструмента, для решения загадки, известной как "напряжённость Хаббла".
Про расширение Вселенной узнали в далеком 1929 году, когда Эдвин Хаббл обнаружил, что галактики удаляются друг от друга, причём скорость их разбегания пропорциональна расстоянию между ними. Это открытие положило начало концепции расширяющейся Вселенной. Однако точное определение скорости этого расширения, выражаемой через постоянную Хаббла, оказалось сложной задачей, вызывающей разногласия среди астрономов.
Суть проблемы заключается в том, что все известные методы измерения дают систематически различающиеся результаты. Анализ реликтового излучения – древнейшего света во Вселенной – указывает на значение около 67,4 километров в секунду на мегапарсек (км/с/Мпк). В то же время, измерения, основанные на наблюдениях за близкими галактиками, дают результат примерно 74 км/с/Мпк. Такая небольшая погрешность, кажущаяся на первый взгляд незначительной, имеет огромное значение для понимания эволюции и возраста Вселенной.
Команда Фридман использовала 3 независимых метода для определения постоянной Хаббла, опираясь на данные "Уэбба" о 10 близлежащих галактиках. Сначала они измерили расстояние до цефеид – переменных звёзд, яркость которых меняется по предсказуемой схеме. Затем они использовали индикатор расстояния "вершины ветви красных гигантов" (TRGB), основанный на максимальной светимости звёзд-красных гигантов. Наконец, исследователи изучили данные "Уэбба" на предмет углеродных звёзд, которые имеют постоянный цвет и яркость в ближнем инфракрасном свете. Все три метода дали одинаковый результат: скорость расширения 70 км/с/Мпк.
NGC 3972 - одна из десяти галактик, запечатленных «Уэббом» и использованных в данном исследовании.
Удивительно, но все три метода привели к одному и тому же результату: 70 км/с/Мпк. Это значение находится между ранее полученными оценками и, что важно, согласуется с данными по реликтовому излучению в пределах погрешности измерений. Такое точное совпадение результатов, полученных разными способами, значительно повышает доверие к новой оценке.
Исследование Фридман и её коллег ещё не прошло процедуру рецензирования, но уже доступно научному сообществу на сервере препринтов arXiv. Если результаты подтвердятся, это может означать окончательное решение задачи "напряжённости Хаббла" и устранение одного из самых серьёзных противоречий в современной космологии.
Значение этой работы трудно переоценить. Точное знание скорости расширения Вселенной критически важно для понимания её прошлого и будущего, а также для проверки фундаментальных физических теорий. Кроме того, это исследование демонстрирует огромный потенциал телескопа Джеймса Уэбба в решении ключевых астрономических задач.
Однако учёные призывают провести дополнительные исследования и проявить осторожность при интерпретации результатов. Необходимы дальнейшие длительные наблюдения за цефеидами и анализ данных, чтобы окончательно подтвердить новую оценку постоянной Хаббла. Будущие исследования с использованием телескопа Уэбба и других передовых инструментов, несомненно, прольют ещё больше света на эту фундаментальную характеристику нашей Вселенной.
Таким образом, мы становимся свидетелями потенциального прорыва в космологии, который может изменить наше понимание структуры и эволюции Вселенной. Работа Венди Фридман и её команды не только приближает нас к разрешению давней загадки, но и открывает новые горизонты для будущих исследований в области астрофизики и космологии.