Lauren Biron, Lawrence Berkeley Milli Laboratoriyası

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmişdir , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləri2011-ci ildə bir səma araşdırması, təxminən 21 milyon işıq ili uzaqlıqdakı Fırıldaq Qalaktikasında Tip Ia fövqəlnovanı, SN 2011fe tutdu. Kredit: BJ Fulton/Palomar Transient Factory

Kosmologiyanı yüksəltmək üçün təxminən 50 partlayan ulduz lazım idi. Tədqiqatçılar, Ia tipli fövqəlnovalardan gələn işığın, müəyyən bir növ ağ cırtdanın dramatik partlayışının xəritəsini çəkib ölçdülər. 1998-ci ildə onlar təəccüblü nəticələrini açıqladılar: Yavaşlamaq və ya sabit qalmaq əvəzinə, kainatımız getdikcə daha sürətlə genişlənirdi. Sürətli genişlənməyə səbəb olan naməlum tərkib hissəsi olan “qaranlıq enerji”nin kəşfi Nobel mükafatına layiq görüldü.

90-cı illərin sonlarından bəri müxtəlif teleskoplar və texnikalardan istifadə edilən onlarla təcrübə 2000-dən çox Ia Tipi (“bir A” kimi tələffüz olunur) fövqəlnovanı tutdu və nəşr etdi. Lakin bu fərqləri düzəltmədən, ayrı-ayrı təcrübələrdən əldə edilən fövqəlnovalardan istifadə çox vaxt alma və portağalların müqayisəsi halıdır.

Fövqəlnovaları birləşdirmək və qaranlıq enerjinin kainatımızdakı rolunu daha dəqiq ölçmək üçün elm adamları indiyə qədər hazırlanmış ən böyük standartlaşdırılmış Tip Ia fövqəlnova məlumat dəstini yaratdılar. Kompilyasiya Union3 adlanır və Enerji Departamentinin Lourens Berkli Milli Laboratoriyası (Berkeley Laboratoriyası) tərəfindən idarə olunan beynəlxalq Supernova Kosmologiya Layihəsi (SCP) tərəfindən hazırlanıb.

Bu supernovanın təhlili qaranlıq enerjinin zamanla inkişaf edə biləcəyinə işarə edir. Bu yaxınlarda The Astrophysical Journal -da dərc edilən tapıntılar qaranlıq enerjinin zəifləməyə başladığını qəti şəkildə söyləmək üçün kifayət qədər güclü deyil. Lakin onlar Qaranlıq Enerji Spektroskopik Alətinin ayrı-ayrı analizləri ilə eyni istiqamətə işarə edirlər .

Oxşar nəticələri görən iki tamamlayıcı yanaşma tədqiqatçıların marağına səbəb olub. Üstəlik, başqa bir fövqəlnova analizinin (DOE-nin rəhbərlik etdiyi Qaranlıq Enerji Tədqiqatından alınan fövqəlnovalar da daxil olmaqla ) qismən müstəqil nəticə də bu qənaəti dəstəkləyir.

Qaranlıq enerjini kəşf etdiyinə görə 2011-ci il Nobel Mükafatını paylaşan Saul Perlmutter, Berkeley Laboratoriyasının alimi, UC- Berkeuthor jurnalının professoru və professoru, “Hələ heç kimin həddən artıq həyəcanlandığını düşünmürəm, lakin bunun səbəbi biz alimlərin vaxtından əvvəl sevinc hissini boğduğumuz üçün daha yaxşı məlumatlar əldə etdikdən sonra bunun aradan qalxa biləcəyini bilirik”.

“Digər tərəfdən, insanlar iki ayrı texnikanın sadə Lambda CDM modeli ilə orta dərəcədə fikir ayrılığını göstərdiyinə görə, şübhəsiz ki, öz kreslolarında otururlar. Nəhayət, hər şeyin maraqlı olduğu və qaranlıq enerjinin müxtəlif nəzəriyyələri arasında fərq qoymağa başlaya biləcəyiniz dəqiqlik səviyyələrinə çatmağa başlamağımız həyəcanvericidir.”

Bizim hökmranlıq edən modelimizdə, Lambda CDM-də qaranlıq enerjinin (“Lambda”) zamanla eyni gücə malik olduğu güman edilir və o, soyuq qaranlıq maddə (“CDM”) səbəbiylə qravitasiya daralmasına qarşı çıxır. Lakin qaranlıq enerjinin zamanla dəyişməsinə imkan verən digər modellər tədqiqatçıların məlumatlarda gördükləri üçün daha uyğun ola bilər. Əgər belədirsə, kainatın taleyi üçün böyük nəticələr var.

Union3 məqaləsinin ilk müəllifi, Manoadakı Havay Universitetinin dosenti və Supernova Kosmologiyası Layihəsinin aparıcı üzvü David Rubin, “Qaranlıq enerji kainatın demək olar ki, 70%-ni təşkil edir və genişlənməyə səbəb olur, ona görə də o, zəifləyirsə, zaman keçdikcə genişlənmənin yavaşlamasını gözləyirik” dedi.

“Kainat əbədi olaraq genişlənir, yoxsa nəhayət dayanır, hətta yenidən daralmağa başlayır? Bu, qaranlıq enerji ilə maddə arasındakı bu tarazlıqdan asılıdır. Biz hansının qalib gəldiyini öyrənmək istəyirik və kainatımızın bu əsas hissəsini anlamaq istəyirik.”

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

Fövqəlnovalardan istifadə edərək kainatın genişlənmə tarixini izləmək bunu anlamağın bir yoludur. Fövqəlnovaların proqnozlaşdırıla bilən parlaqlığı olduğundan, tədqiqatçılar məsafəni ölçmək üçün onlardan “standart şamlar” kimi istifadə edə bilərlər – eyni şəkildə, alovların uyğun şamlardan necə parlaq göründüyünə əsaslanaraq qaranlıq koridorun uzunluğunu hesablaya bilərsiniz. Alimlər həmçinin qırmızı yerdəyişməni, kosmosun genişlənməsi səbəbindən fövqəlnovanın işığının nə qədər qırmızı dalğa uzunluqlarına keçdiyini öyrənirlər.

Union3 24 verilənlər bazasından 2087 fövqəlnovanı standartlaşdırır və təxminən 7 milyard illik kosmik tarixə nəzər salmaq üçün istifadə edilə bilər. O , 2010-cu ildə buraxılmış və 557 fövqəlnovadan ibarət Union2 üzərində qurulur . Fərqli verilənlər bazalarından fövqəlnovaları birləşdirmək üçün tədqiqatçılar işıq əyrisini təhlil edirlər: fövqəlnovanın parlaqlığının ömrü boyu xarakterik olaraq pik və azalma yolu. Bu, onlara daxili parlaqlığı tapmağa və fövqəlnovaları tənzimləməyə imkan verir ki, hamısı eyni miqyasda olsun, məsələn, fərqli istehsalçının şamını kalibrləmək.

Alimlər qeyri-müəyyənlikləri daha yaxşı hesablaya bilən, qismən məlumatı və səhv ehtimalını özündə birləşdirən mürəkkəb statistik metodla (“Bayes iyerarxik modeli”) fövqəlnovanı yenidən təhlil etdilər. Bu, tədqiqatçıların dəqiq bilmədiyi, lakin onları nə qədər yaxşı bildiyinə dair məhdudiyyətlərlə faktorları daxil etməyə imkan verir.

Məsələn, yeni yanaşma teleskopdakı filtrlərin zamanla sürüşərək fövqəlnovadan keçən işığın miqdarını dəyişdirə biləcəyini nəzərə ala bilər. Bu cür çeviklik analizin dəqiqliyini artırır və əvvəlki texnikalara daxil etmək çətin idi.

Təkmilləşdirilmiş analiz yanaşması əlavə fövqəlnovaların daxil edilməsi üçün istifadə olunacaq. Gələn il ərzində tədqiqatçılar daha üç məlumat dəstini əlavə etməyi planlaşdırırlar, bunlardan biri aşağı qırmızıya sürüşən (yaxınlıqda) fövqəlnova, ikisi isə keçmişə baxan yüksək qırmızı sürüşmə fövqəlnovaları ilə.

Factory Supernova layihəsinə rəhbərlik edən Berkeley Laboratoriyasında məqalənin həmmüəllifi və fiziki Qreq Alderinq, “Biz bir neçə yüz yeni aşağı qırmızı sürüşmə fövqəlnovanı gətirməzdən əvvəl bir baza təyin etmək istədik, bu, kalibrləmənin ən vacib olduğu və indiyə qədər nəticələrdə ən zəif verilənlər bazasına sahib olduğumuz sahələrdən biridir”.

“Biz hesab edirik ki, kalibrləməni həqiqətən də heç kimin olmadığı şəkildə başa düşürük və daha çox fövqəlnova əlavə etmək və onların qaranlıq enerji haqqında bizə nə deyə biləcəyini görməkdən məmnunuq.”

Yeni analiz çərçivəsi, həmçinin qarşıdakı onillikdə NSF/DOE-nin Vera C. Rubin Rəsədxanasından (bu yaxınlarda ilk şəkillərini yayımladı) və NASA-nın Nensi Qreys Roman Kosmik Teleskopundan gözlənilən on-yüz minlərlə əlavə fövqəlnovanı özündə birləşdirməyə kömək edəcək .

Kainatımızın necə işlədiyinə dair daha dolğun bir şəkil çəkmək üçün tədqiqatçılar öz tapıntılarını müxtəlif yanaşmalardan istifadə edən qaranlıq enerjinin tamamlayıcı tədqiqatlarından əldə etdikləri nəticələrlə birləşdirə bilərlər. Qaranlıq enerjinin zamanla necə dəyişdiyini araşdırmaq üçün digər müasir aparıcı üsul qalaktikaların necə çoxaldığını ölçməkdir – barion akustik rəqslər və ya BAO kimi tanınan xarakterik xüsusiyyət. Bu, DESI-nin yerinə yetirdiyi ölçüdür.

Perlmutter, “BAO, qaranlıq enerjinin kainatda daha az rol oynadığı və fövqəlnovaların xüsusilə yeni kainatda dəqiq olduğu zamana qədər geriyə baxa bilər” dedi. “İki texnika kifayət qədər yaxşılaşır ki, biz həqiqətən qaranlıq enerji modelləri haqqında bir şey söyləməyə başlaya bilərik. Biz bu nöqtəyə çatmağı çoxdan gözləyirdik.”

Birgə istifadə edilən fövqəlnova və BAO-nun birgə nəticəsi də milli laboratoriyanın elmi sahəyə gətirə biləcəyi uğurlu diqqətin parlaq nümunəsidir. Berkeley Laboratoriyası Kainatın sürətlənməsinin kəşfinə aparan Supernova Kosmologiyası Layihəsinin onillik işini, eləcə də onu izah edə biləcək qaranlıq enerji modellərinin sonrakı fövqəlnova tədqiqatlarını dəstəklədi.

Laboratoriya eyni zamanda BAO texnikası ilə eyni sualı həll etmək üçün 70 qurumdan ibarət DESI əməkdaşlığını başlatdı və ona rəhbərlik etdi və bu qaranlıq enerji tədqiqatları üçün mühüm erkən kainat ölçmələrini təmin edən bir sıra tamamlayıcı kosmik mikrodalğalı fon (CMB) layihələrinə rəhbərlik etdi.

Eyni koridorda yerləşən qonşu ofislərdəki tədqiqatçılar beləliklə, birgə nəticələr əldə etmək üçün QMİ ilə bir araya gətirilən zamanla dəyişən iki qaranlıq enerji yanaşmasının, fövqəlnova və BAO-nun güclü və zəif tərəflərini anlamağa kömək etdilər. Layihələr, həmçinin yerdə və kosmosda ən böyük teleskoplardan istifadə edən bu iddialı, dünya lideri layihələrin qurulmasına kömək edərək, bir-birinin tədqiqat gündəmlərinə ilham verdi.

Daha çox məlumat: David Rubin et al, BİRLİK vasitəsilə Birlik: Vahid Bayes Çərçivəsindən istifadə edərək 2000 SNe ilə Kosmologiya, Astrofizika Jurnalı (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/adc0a5

Jurnal məlumatı: Astrophysical Journal 

Lawrence Berkeley Milli Laboratoriyası tərəfindən təmin edilmişdir