يعتمد كل قياس فلكي تقريبًا على ثابت هابل ، وهو رقم يحسب توسع الكون. هذا يؤكد أن عمر الكون ما بين 12 و 14 مليار سنة.
تم تحديد رقم مهم للغاية يحدد معدل تمدد الكون ، ما يسمى ثابت هابل ، بشكل مستقل باستخدام مرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لناسا. تتطابق هذه القيمة الجديدة مع القياسات الحديثة باستخدام طرق أخرى وتوسع صلاحيتها إلى مسافات أكبر ، مما يسمح لعلماء الفلك باستكشاف الحقبات السابقة في تطور الكون.
قال ماكس بونامينتي من مركز مارشال لرحلات الفضاء (MSFC) في هانتسفيل ، "سبب هذه النتيجة مهم جدًا هو أننا بحاجة إلى ثابت هابل ليخبرنا عن حجم الكون وعمره ومقدار المادة التي يحتوي عليها". علاء ، المؤلف الرئيسي على الورقة يصف النتائج. "يحتاج علماء الفلك بالتأكيد إلى الوثوق بهذا الرقم لأننا نستخدمه لإجراء حسابات لا حصر لها".
يُحسب ثابت هابل بقياس السرعة التي تتحرك بها الأجسام بعيدًا عنا ويقسمها على بعدها. تضمنت معظم المحاولات السابقة لتحديد ثابت هابل استخدام نهج متعدد الخطوات أو سلم المسافة ، حيث يتم استخدام المسافة إلى المجرات القريبة كأساس لتحديد مسافات أكبر.
كان النهج الأكثر شيوعًا هو استخدام نوع مدروس جيدًا من النجم النابض المعروف باسم متغير Cepheid ، بالتزامن مع المستعرات الأعظمية البعيدة لتتبع المسافات عبر الكون. تمكن العلماء الذين يستخدمون هذه الطريقة والملاحظات من تلسكوب هابل الفضائي من قياس ثابت هابل في حدود 10٪. ومع ذلك ، فإن الشيكات المستقلة فقط هي التي ستمنحهم الثقة التي يريدونها ، مع الأخذ في الاعتبار أن الكثير من فهمنا للكون معلق في الميزان.
من خلال الجمع بين بيانات الأشعة السينية من شاندرا والملاحظات الراديوية لمجموعات المجرات ، حدد الفريق المسافات إلى 38 مجموعة مجرات تتراوح من 1.4 مليار إلى 9.3 مليار سنة ضوئية من الأرض. لا تعتمد هذه النتائج على سلم المسافة التقليدي. يجد بونامينتي وزملاؤه أن ثابت هابل يبلغ 77 كيلومترًا في الثانية لكل ميجا باسكال (ميجا باسكال يساوي 3.26 مليون سنة ضوئية) ، مع عدم يقين حوالي 15 ٪.
تتوافق هذه النتيجة مع القيم المحددة باستخدام تقنيات أخرى. تم العثور على ثابت هابل سابقًا على أنه 72 أو يعطي أو يأخذ 8 كيلومترات في الثانية لكل كيلوبارسيك بناءً على ملاحظات تلسكوب هابل الفضائي. إن نتيجة شاندرا الجديدة مهمة لأنها تقدم تأكيدًا مستقلاً بأن العلماء كانوا يسعون ويصلحون عمر الكون بين 12 و 14 مليار سنة.
قال عضو الفريق مارشال جوي من MSFC: "هذه النتائج الجديدة مستقلة تمامًا عن جميع الطرق السابقة لقياس ثابت هابل".
استخدم الفلكيون ظاهرة تعرف باسم تأثير Sunyaev-Zeldovich ، حيث تتفاعل الفوتونات في الخلفية الكونية الميكروية (CMB) مع الإلكترونات في الغاز الساخن الذي ينتشر في عناقيد المجرات الهائلة. تكتسب الفوتونات طاقة من هذا التفاعل ، مما يشوه الإشارة من خلفية الميكروويف في اتجاه العناقيد. يعتمد حجم هذا التشويه على كثافة ودرجة حرارة الإلكترونات الساخنة والحجم المادي للكتلة. باستخدام التلسكوبات الراديوية لقياس تشويه خلفية الميكروويف وتشاندرا لقياس خصائص الغاز الساخن ، يمكن تحديد الحجم المادي للكتلة. من هذا الحجم المادي وقياس بسيط للزاوية التي تقابلها الكتلة ، يمكن استخدام قواعد الهندسة لاشتقاق المسافة. يتم تحديد ثابت هابل بقسمة سرعات الكتلة التي تم قياسها مسبقًا على هذه المسافات المشتقة حديثًا.
تم دعم هذا المشروع من قبل مصمم مرايا تلسكوب شاندرا ، ليون فان سبيبروك ، الذي توفي في عام 2002. تم وضع الأساس عندما حصل أعضاء الفريق جون كارلستروم (جامعة شيكاغو) ومارشال جوي على قياسات راديوية دقيقة للتشوهات في إشعاع CMB باستخدام الراديو التلسكوبات في صفيف بيركلي-إلينوي-ماريلاند ومرصد راديو كالتيك أوينز فالي. من أجل قياس خصائص الأشعة السينية الدقيقة للغاز في هذه التجمعات البعيدة ، كان مطلوبًا تلسكوب الأشعة السينية الفضائية مع دقة وحساسية شاندرا.
وقال مارتن ويسكوبف ، عالم مشروع شاندرا من MSFC: "كان أحد أهداف ليون رؤية هذا المشروع يحدث ، ويجعلني فخورًا جدًا برؤية هذا يؤتي ثماره".
النتائج موصوفة في ورقة ظهرت في عدد 10 أغسطس من مجلة الفيزياء الفلكية. تدير MSFC برنامج شاندرا لمديرية الرسالة العلمية للوكالة. يتحكم مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في العلوم وعمليات الطيران من مركز شاندرا للأشعة السينية ، كامبريدج ، ماس.
المصدر الأصلي: بيان صحفي شاندرا
