2827
Майже 3 000 білих карликів, що вибухнули як наднові типу Ia після «перегодовування» речовиною від зір-компаньйонів, утворили новий каталог, який натякає: темна енергія, загадкова сила, що прискорює розширення Всесвіту, може змінюватися з часом. Як повідомляє Space Astronomy, ці результати разом із даними огляду Dark Energy Survey (DES) узгоджуються з висновками інструмента Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), оприлюдненими у 2024 році, які також вказували на ослаблення впливу темної енергії.
Це означає, що команда не лише створила найповніший на сьогодні каталог наднових типу Ia, а й отримала найчіткішу картину еволюції Всесвіту та ролі темної енергії в цьому процесі.
Один із учасників дослідження, Раян Каміллері (Ryan Camilleri) з Університету Квінсленда, пояснює, що команда фактично «перезібрала» три десятиліття астрономічних спостережень у єдину узгоджену систему. Вони поєднали дані про наднові з іншими космічними вимірюваннями, зокрема з реліктовим випромінюванням Великого вибуху та картами розподілу галактик у просторі.
Замість того щоб ще раз підтвердити стандартну модель космології, яка припускає фіксовану й незмінну темну енергію, новий аналіз дає додаткові свідчення на користь того, що її властивості можуть змінюватися з часом.
Як вибухи білих карликів «вимірюють» темну енергію
Білі карлики — це тліючі зоряні рештки, які залишаються після того, як зорі з масою, подібною до сонячної, вичерпують паливо для термоядерного синтезу в ядрах. Коли синтез зупиняється, зникає й тиск, що протидіє гравітації, тож ядро колапсує, а зовнішні шари скидаються. Так утворюється білий карлик, і для одиночної зорі на цьому її еволюція завершується.
Однак близько 50% зір сонячної маси мають компаньйона в подвійній системі, і це може змінити їхню долю. Якщо білий карлик і його супутник розташовані досить близько, мертва зоря починає «здирати» зовнішні шари зірки-компаньйона. Накопичена речовина збільшує масу білого карлика, і коли вона перевищує так звану межу Чандрасекара, відбувається вибух наднової.
Такі вибухи називають надновими типу Ia. Їхня світність настільки однорідна, що їх використовують як «стандартні свічки» — еталонні джерела світла для вимірювання космічних відстаней. За тим, як змінюється спектр їхнього світла (червоне зміщення) під час поширення у Всесвіті, астрономи можуть оцінювати, як швидко розширюється простір на різних етапах космічної історії.
За словами Каміллері, за останні роки вчені значно краще зрозуміли поведінку наднових, тож змогли повернутися до старих спостережень і переаналізувати їх з урахуванням нових знань. Було проведено велику роботу, щоб поєднати дані різних телескопів з різними можливостями та врахувати чинники, які впливають на світло наднових, зокрема космічний пил і масу галактик, у яких вони спалахують.
До аналізу також додали більш тонкі ефекти, наприклад гравітаційне лінзування — викривлення й підсилення світла масивними об’єктами на шляху від наднової до Землі.
Незалежні натяки на змінну темну енергію
У поєднанні з результатами DESI за 2024 рік нове дослідження може змінити уявлення про природу темної енергії. Інший член команди, Девіс (Davis), нагадує, що дані наднових із DES ще у 2024 році вперше дали натяк на те, що темна енергія може змінюватися з часом, і нова компіляція також показує відхилення від стандартної моделі, хоча й у дещо іншому напрямку.
Подібні натяки на варіації темної енергії виявив і DESI, аналізуючи «реліктові звукові хвилі» раннього Всесвіту. Таким чином, два повністю незалежні типи вимірювань — наднові та космічні звукові хвилі — вказують на можливу змінність темної енергії, що ставить під сумнів припущення стандартної моделі про її незмінність.
Девіс додає, що ці результати можуть бути важливими не лише для розуміння самої темної енергії, а й для спроб поєднати загальну теорію відносності Ейнштейна, яка описує гравітацію, з квантовою фізикою, що працює на субатомних масштабах. Обидві теорії надзвичайно успішні у своїх галузях, але досі не існує єдиної теорії квантової гравітації, яка б їх об’єднала.
Якщо вдасться зрозуміти, як темна енергія вписується в цю картину, це може стати великим кроком для теоретичної фізики.
Що буде далі з каталогом наднових
Команда планує ще більше розширити вже й так масштабний каталог наднових типу Ia. До нього додадуть спостереження з програми Dark Energy Bedrock All-Sky Supernova (DEBASS), яка виявляє сотні локальних наднових — навіть більше, ніж огляд DES.
Розширення вибірки має допомогти уточнити, чи справді темна енергія змінюється з часом, чи нинішні натяки пов’язані з поки що не врахованими ефектами або статистичними флуктуаціями. Результати роботи команди вже доступні в репозитарії arXiv для подальшого аналізу науковою спільнотою.
Каталог 3 тисяч наднових вказує що темна енергія змінюється з’явилася спочатку на Цікавості.
