Учёные провели измерение скорости расширения Вселенной при помощи космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST), и полученные результаты подтвердили, что космология все ещё находится в состоянии кризиса, потому что прежние результаты измерений космического телескопа «Хаббл» (Hubble) оказались верными.

Источник изображения: webbtelescope.org

Вселенная может казаться неизменной, но в реальности все наблюдаемые нами объекты разлетаются с огромной скоростью, которая описывается постоянной Хаббла или H₀. Точное значение этой величины установить не удаётся, потому что разные способы её измерения дают разные результаты — разногласия между методами измерения обозначаются как «напряжённость Хаббла».

Первый способ измерить скорость расширения Вселенной — изучение параметров реликтового излучения, возникшего на ранних этапах её существования. Второй — измерение расстояний до объектов с известной собственной светимостью, например, сверхновых или пульсирующих звёзд цефеид. Проблема в том, что первый метод показывает, что скорость расширения Вселенной составляет около 67 километров в секунду на мегапарсек (км/с)/Мпк, а второй даёт около 73 (км/с)/Мпк.

Эти измерения проводились неоднократно, что значительно снижает вероятность ошибки при каждой из оценок. По одной из версий, несоответствие могло быть вызвано тем, что наиболее точные на сегодняшний день данные о цефеидах были получены от одного источника — «Хаббла». Он демонстрирует точность, недоступную земным телескопам, показания которых искажает атмосфера. Но ещё более точными должны быть данные «Джеймса Уэбба», который работает в инфракрасном диапазоне — ему не страшны помехи, вносимые космической пылью.

Показания «Джеймса Уэбба» имеют меньший разброс, чем измерения «Хаббла», но их данные согласуются

Группа учёных решила определить постоянную Хаббла при помощи «Джеймса Уэбба». На начальном этапе они направили телескоп на галактику, расстояние до которой известно, чтобы откалибровать телескоп по светимости известных цефеид. После этого учёные провели наблюдение цефеид в других галактиках — в общей сложности 320 объектов. И, несмотря на естественную погрешность измерений «Хаббла», его данные всё-таки согласовывались с показаниями «Джеймса Уэбба». Значение H₀ так и осталось равно 73 (км/с)/Мпк, а значит, естественные недостатки конструкции или человеческий фактор не объясняют напряжённость Хаббла.

Учёные до сих пор не знают, что вызывает расхождение. Одним из главным «подозреваемых» остаётся тёмная энергия — эта неизученная, но, кажется, фундаментальная сила, вероятно, ускоряет расширение Вселенной.

Космический телескоп «Хаббл» (Hubble) сделал снимок галактики ESO 300-16, расположенной примерно в 28,7 млн световых лет от Земли. Она наблюдается в созвездии Эридан (Южное полушарие) и выглядит как облако сверкающих звёзд. На снимок попали также другие звёзды и галактики.

Источник изображения: esahubble.org

Снимок был сделан прибором Advanced Camera for Surveys на космическом телескопе «Хаббл» в рамках проекта, направленного на изучение соседних галактик. «Около трёх четвертей известных галактик, расположенных на расстоянии предположительно до 10 мегапарсеков (32 млн световых лет) от Земли „Хаббл” изучил достаточно подробно, чтобы различить самые яркие звёзды и установить расстояния до этих галактик. Группа астрономов предложила использовать небольшие промежутки в графике наблюдений „Хаббла”, чтобы познакомиться с оставшейся четвертью близлежащих галактик», — заявили в Европейском космическом агентстве (ЕКА).

Галактика ESO 300-16 классифицируется как неправильная из-за её нечёткой формы и отсутствия выступа в районе ядра или спиральных рукавов. По своей форме она напоминает облако, состоящее из собравшихся вместе звёзд. Они излучают мягкий рассеянный свет и окружают пузырь ярко-голубого газа в ядре.

Космический телескоп «Хаббл» (Hubble) прислал изображение космического скопления галактик Абель 3322 (Abel 3322), которое было увеличено благодаря уникальному явлению гравитационного линзирования.

Источник изображения: ESA, Hubble, NASA

Гравитация этого скопления, основная часть которого, как полагают учёные, происходит от тёмной материи, действует как космическая увеличительная линза. Она искажает и усиливает свет от далёких галактик, находящихся за ней. Благодаря способности телескопа «Хаббл» регистрировать эффект гравитационного линзирования, у астрономов появляется уникальная возможность исследовать далёкий космос.

Пример использования гравитационного линзирования телескопом «Хаббл». Источник изображения: D. Player (STScI) / ESA, Hubble, NASA

NASA утверждает, что наблюдение за такими скоплениями галактик, как Абель 3322, расположенным в созвездии Живописца (Pictor constellation) на расстоянии примерно 2,6 млрд световых лет от Земли, сможет расширить наше понимание взаимодействия тёмной и обычной материи. Это также поможет лучше использовать мощные гравитационные «телескопы» для увеличения объектов в глубоком космосе.

Для получения этого изображения на борту телескопа «Хаббл» использовались два инструмента: Wide Field Camera 3 (WFC3) и Advanced Camera for Surveys (ACS). Первый способен регистрировать электромагнитное излучение от ультрафиолетового до видимого света. Второй был спроектирован для обследования больших участков неба на различных длинах волн с эффективностью, в 10 раз превосходящей его предшественника.

Знание местоположения таких гравитационных линз, как Абель 3322, в будущем поможет в наблюдениях не только с помощью телескопа «Хаббл», но и телескопа «Джеймс Уэбб» (James Webb Space Telescope). Эти открытия подчёркивают неоценимую роль космических телескопов в расширении наших горизонтов и понимании вселенной.

Космический аппарат New Horizons был запущен 19 января 2006 года. С тех пор он миновал Юпитер и провёл облёт Плутона и его спутников. Теперь космическая лаборатория переключает своё внимание на Уран и Нептун, двигаясь в поясе Койпера, более чем в 8 миллиардах километров от Земли, и NASA приглашает всех астрономов-любителей помочь внести «реальный вклад в космическую науку», поделившись наблюдениями за атмосферой и энергетическим балансом обеих планет.

Источник изображения: NASA

«Объединив информацию, которую New Horizons собирает в космосе, с данными телескопов на Земле, мы можем дополнить и даже усилить наши модели, чтобы раскрыть тайны, витающие в атмосферах Урана и Нептуна, — отметил Алан Стерн (Alan Stern), главный исследователь проекта New Horizons из Юго-западного научно-исследовательского института штата Колорадо. — Даже с любительских астрономических телескопов размером всего 16 дюймов эти дополнительные наблюдения могут быть чрезвычайно важными».

Согласно сообщению в блоге NASA, New Horizons будет работать в тандеме с космическим телескопом «Хаббл», чтобы сосредоточиться на более тонких деталях атмосфер планет и изучения передачи тепла от ядра через газовую оболочку. Астрономы-любители могут помочь измерить распределение ярких деталей на Уране или даже охарактеризовать любые необычно яркие детали на Нептуне. Идея обращения за помощью к широкой публике заключается в том, что они могут отслеживать особенности в течение гораздо более длительного периода времени, чем любой космический корабль.

Тех, кто решит принять участие в этом совместном исследовании, просят опубликовать любые полученные изображения на X или Facebook✴, используя хэштег #NHiceGiants. Изображения должны содержать сведения о времени и дате создания, и полосе пропускания фильтра. После публикации команда New Horizons соберёт изображения и любую вспомогательную информацию.

Снимки двух ледяных гигантов, сделанные телескопом «Хаббл», будут доступны для общественности в конце сентября этого года в Архиве космических телескопов Микульского (MAST), на портале stsci.edu. Изображения, сделанные New Horizons, скорее всего станут доступны только к концу 2023 года.

Космический телескоп «Хаббл» (Hubble) прислал снимок величественного космического левиафана — гигантского скопления галактик 2MASX J05101744-4519179. Этот далёкий космический объект поражает своей яркостью в рентгеновском спектре и может стать ключом к пониманию взаимодействия тёмной и обычной материи во Вселенной.

Источник изображений: H. Ebeling / ESA, Hubble, NASA

В центре изображения, сделанного телескопом, расположено галактическое скопление 2MASX J05101744-4519179, которое находится в созвездии Живописца (Pictor constellation), на расстоянии около 2,6 млрд световых лет от Земли. Изучение таких объектов позволяет глубже понять эволюцию и взаимодействие тёмной материи и обычной (барионной) материи в галактических скоплениях. Тёмная материя — это невидимая часть Вселенной, которая не излучает свет, но оказывает гравитационное воздействие на видимые объекты. Обычная материя — это всё, что мы можем наблюдать: звёзды, планеты, галактики.

Подобные галактические скопления действуют как мощные гравитационные «телескопы», усиливающие изображение далёких объектов благодаря гравитационному линзированию. Знание местоположения таких «линз» важно для будущих наблюдений не только с помощью телескопа «Хаббл», но и телескопа «Джеймс Уэбб» (James Webb Space Telescope).

Для создания этого изображения были использованы два инструмента телескопа «Хаббл»: Wide Field Camera 3 (WFC3) и Advanced Camera for Surveys (ACS). Оба они являются инструментами третьего поколения, предоставляя высокое качество изображения. Они позволяют получать изображения больших участков ночного неба, но работают в немного разных диапазонах электромагнитного спектра. WFC3 охватывает спектр от ультрафиолетового до видимого света и ближнего инфракрасного, в то время как ACS оптимизирован для наблюдений в видимом свете.

Открытие галактического скопления 2MASX J05101744-4519179 — это не просто очередное космическое открытие. Это шаг вперёд в понимании структуры Вселенной, взаимодействия её объектов и роли гравитации в формировании космического ландшафта. Такие исследования подтверждают важность продолжения космических миссий и развития технологий наблюдения за далёким космосом.