Измерение Вселенной с помощью звездных взрывов

Измерение Вселенной с помощью звездных взрывов

Международная группа из 23 исследователей под руководством Марии Дайнотти, доцента Национальной астрономической обсерватории Японии (NAOJ), проанализировала архивные данные о мощных космических взрывах в результате гибели звезд и нашла новый способ измерения расстояний в далекой Вселенной.

В космосе нет ориентиров, поэтому очень трудно получить ощущение глубины. Один из методов, используемых астрономами, заключается в поиске «стандартных свечей» — объектов или событий, для которых физика диктует, что абсолютная яркость (то, что вы увидите, если окажетесь рядом с ними) всегда одинакова. Сравнивая вычисленную абсолютную яркость с видимой яркостью (то, что реально наблюдается с Земли), можно определить расстояние до стандартной свечи и, соответственно, до других объектов в той же области.

Отсутствие стандартных свечей, достаточно ярких, чтобы их можно было увидеть на расстоянии более 11 миллиардов световых лет, препятствует исследованиям далекой Вселенной. Гамма-лучи (GRBs), всплески излучения, возникающие при гибели массивных звезд, достаточно яркие, но их яркость зависит от характеристик взрыва.

Приняв вызов, связанный с попыткой использовать эти яркие события в качестве стандартных свечей, команда проанализировала архивные данные наблюдений в видимом свете 500 GRB, сделанные ведущими телескопами мира, такими как телескоп Субару (принадлежит и управляется NAOJ), РАТИР, и спутниками, такими как обсерватория Нила Герелса Свифта.

Изучая кривую блеска — картину того, как GRB светлеет и тускнеет с течением времени, команда определила класс из 179 GRB, которые имеют общие черты и, вероятно, были вызваны схожими явлениями. На основе характеристик кривых блеска команда смогла рассчитать уникальную яркость и расстояние для каждого GRB, которые могут быть использованы в качестве космологического инструмента.

Эти результаты позволят по-новому взглянуть на механику, лежащую в основе этого класса GRBs, и обеспечат новую стандартную свечу для наблюдения за далекой Вселенной. Ведущий автор Дайнотти ранее обнаружил аналогичную картину в рентгеновских наблюдениях GRBs, но наблюдения в видимом свете оказались более точными в определении космологических параметров.

Эти результаты появились в журнале The Astrophysical Journal Supplement Series 21 июля 2022 года.