2919
Міжнародна команда астрономів створила найбільший на сьогодні каталог наднових і дійшла висновку, що темна енергія може не бути сталою величиною. Новий набір даних охоплює 2884 наднові типу Ia і, за словами дослідників, ставить під сумнів стандартні уявлення про те, як прискорюється розширення Всесвіту. Про роботу розповідає видання Universe Today.
Найбільший каталог наднових типу Ia
Проєкт очолив аспірант Школи математики та фізики Університету Квінсленда (UQ-SMP) Раян Каміллері (Ryan Camilleri). До команди увійшли науковці зі США, Великої Британії, Австралії, Південної Африки, Іспанії та Франції.
Каталог містить дані про наднові типу Ia — рідкісний різновид вибухів зір, що трапляється приблизно раз на 500 років у типовій галактиці. Такі події відбуваються в подвійних системах, коли білий карлик набирає занадто багато речовини від зоряного компаньйона або коли зливаються два білі карлики, і система вибухає як наднова.
Астрономи особливо цінують наднові типу Ia, оскільки вони є одними з найпотужніших явищ у Всесвіті та водночас слугують «стандартними свічками» для вимірювання космічних відстаней. Саме завдяки таким вимірюванням вчені намагаються зрозуміти природу темної енергії — загадкової складової, що, як вважається, прискорює розширення Всесвіту.
Як об’єднали 30 років спостережень
Новий каталог поєднує три десятиліття історичних вимірювань із даними Огляду темної енергії (Dark Energy Survey, DES), опублікованими у 2024 році, а також з іншими космологічними наборами даних.
Каміллері пояснює, що команда «перезібрала» 30 років астрономічних спостережень у єдину узгоджену систему. Для цього вони об’єднали інформацію про наднові з іншими космічними вимірюваннями, зокрема з реліктовим випромінюванням Великого вибуху та картами розподілу галактик у просторі.
Щоб уніфікувати дані, дослідники повторно проаналізували старі спостереження наднових із використанням сучасних методик. За останні десятиліття астрономи значно краще зрозуміли, як поводяться наднові, і тепер застосували ці знання до давніших вимірювань.
Крім того, команда доклала великих зусиль, щоб узгодити спостереження з різних телескопів, які працюють у різних діапазонах електромагнітного спектра. У комбінованих даних також враховано чинники, що впливають на світло наднових, такі як космічний пил та гравітаційне лінзування.
Несподіваний сигнал про змінну темну енергію
Результати аналізу суперечать поширеному припущенню, що вплив темної енергії — так званої сталої Габбла–Леметра — є незмінним у часі. За словами Каміллері, команда включила до моделі й тонші ефекти, зокрема гравітаційне лінзування — викривлення та підсилення світла масивними об’єктами на шляху від наднової до Землі.
Замість підтвердження стандартної космологічної моделі, яка вважає темну енергію фіксованою та незмінною, новий аналіз дає більше свідчень на користь того, що її властивості можуть змінюватися з часом.
Ці висновки узгоджуються з іншими незалежними результатами. Серед них — нові дані космічного телескопа «Джеймс Вебб» (JWST) та свіжі вимірювання за допомогою Спектроскопічного інструмента темної енергії (Dark Energy Spectroscopic Instrument, DESI), які також натякають на можливу змінність темної енергії.
Астрофізики вважають, що приблизно п’ять мільярдів років тому темна енергія почала прискорювати розширення Всесвіту. За останні чотири мільярди років галактики віддаляються одна від одної настільки, що їхня взаємна гравітація вже менше стримує це прискорення.
Виклик стандартній моделі Всесвіту
Професорка-астрофізикиня Тамара Девіс (Tamara Davis) зазначає, що новий каталог є важливим кроком до розуміння справжньої природи темної енергії. Дані DES, опубліковані у 2024 році, вперше дали натяк на те, що темна енергія може змінюватися в часі, і тепер оновлена компіляція наднових знову показує відхилення від стандартної моделі, хоча й у дещо іншому напрямку.
Схожі натяки на варіації темної енергії виявив і інструмент DESI, аналізуючи «реліктові звукові хвилі» раннього Всесвіту. У сукупності кілька незалежних вимірювань свідчать, що стандартна космологічна модель ΛCDM (Лямбда-холодна темна матерія) може бути неповною або навіть хибною.
Протягом десятиліть вважалося, що параметр Λ (лямбда), який у цій моделі відповідає за темну енергію, постійно «розштовхує» великомасштабну структуру Всесвіту, змушуючи галактики розлітатися дедалі швидше. Нові результати натомість вказують, що цей ефект може змінюватися з космічним часом.
Девіс додає, що всі ці дослідження можуть підказати, як поєднати загальну теорію відносності, яка описує гравітацію, з квантовою фізикою, що працює у світі елементарних частинок. Обидві теорії надзвичайно успішні у своїх галузях, і якщо вченим вдасться зрозуміти, як вони узгоджуються між собою, це стане величезним кроком для теоретичної фізики.
з описом нового каталогу наднових опублікована в журналі Publications of the Astronomical Society of Australia. Окрема робота присвячена вимірюванням мас галактик-господарів цих наднових.
Каталог майже 3000 наднових вказує на змінну темну енергію з’явилася спочатку на Цікавості.
