Столкновение нейтронных звезд предоставило возможность измерить фундаментальную космическую характеристику
В августе 2017 года астрономы всего мира наблюдали столкновение двух нейтронных звезд, это событие научило нас множеству интересных вещей о Вселенной.
Астрономы использовали это событие для уточнения одной из самых фундаментальных характеристик всей Вселенной — константы Хаббла.
Константа Хаббла — это скорость, с которой расширяется Вселенная, и несоответствия в ее измерении уже некоторое время вызывают у космологов грусть.
Вы видите, согласно данным со спутника Планка, который измерял космический микроволновый фон (условия ранней Вселенной всего через 380 000 лет после Большого взрыва), постоянная Хаббла должна составлять 67,4 километра в секунду на мегапарсек.
Это один из способов измерить ее.
Другой способ — изучение туманностей, оставленных сверхновыми типа Ia. Еще в то время, когда Эдвин Хаббл наблюдал их доплеровский сдвиг — то есть изменения длины волны света, при отдалении туманности. Этот метод недавно дал результат 72,78 километров в секунду на мегапарсек.
Еще один, относительно новый метод использует стандартные свечи, такие как переменные звезды — цефеиды, чья известная светимость позволяет точно рассчитывать расстояние. И вот тут возникает проблема — потому что эти измерения увеличивают константу Хаббла.
Совсем недавно измерения, основанные на наблюдениях 70 цефеид, дали результат 74,03 километра в секунду на мегапарсек. Итак, вы видите дилемму.
«Либо один из методов неверен, либо модели физики, лежащие в их основе, неверны. Мы хотели бы знать, что на самом деле происходит во Вселенной, поэтому нам нужна… независимая проверка», — сказал астрофизик. Адам Деллер из Технологического университета Суинберна.
«Слияние двух нейтронных звезд — третий путь».
Cue GW170817, событие, впервые позволившее астрономам всего мира наблюдать столкновение двух нейтронных звезд несколькими способами, включая астрономию гравитационных волн, оптическую астрономию и радиоастрономию.
«Слияния нейтронных звезд — это феноменально энергетические события — две звезды, каждая из которых более массивная, чем наше Солнце, вращаются вокруг друг друга сотни раз в секунду перед тем, как столкнуться и произвести невероятный выброс материала с огромной скоростью, а также взрыв гравитационных волн», объяснил Деллер.
«Этот всплеск гравитационных волн можно использовать в качестве «стандартной сирены»: основываясь на форме сигнала гравитационной волны, мы можем сказать, насколько «ярким» должно было быть событие в гравитационных волнах. Затем мы можем увидеть, насколько ярким это событие на самом деле было в видимом диапазоне, и выяснить, какое расстояние до объекта».
Однако это можно сделать, только если мы знаем ориентацию столкновения. Для этого нам нужно больше данных, чем просто само событие.
Столкновение произошло в галактике на расстоянии 130 миллионов световых лет, и здесь хорошо то, что мы знаем скорость, с которой эта галактика удаляется от нас. Итак, когда команда сравнила расстояние GW170817 со скоростью галактики, они смогли получить константу Хаббла.
Число, которое они получили, составляло 70,3 километра в секунду на мегапарсек.
Как вы можете видеть, между измерением Планка и стандартными измерениями свечей мы, по крайней мере, находимся на правильном этапе — даже если новое измерение не достаточно точно, чтобы сказать нам, являются ли переменные Планка, сверхновые или цефеиды более точными.
Статья была опубликована в журнале Nature Astronomy.
