Nowy katalog supernowych pomaga lepiej poznać ciemną energię

Natura ciemnej energii wciąż pozostaje jedną z największych zagadek współczesnej kosmologii. Naukowcy opracowali największy jak dotąd katalog supernowych, który dostarczył kolejnych wskazówek dotyczących sposobu rozszerzania się Wszechświata.

Największy katalog supernowych typu Ia

W ramach nowego badania naukowcy z University of Queensland opracowali najbardziej kompleksowy katalog eksplodujących białych karłów, jaki kiedykolwiek powstał. Dostarczył on nowych wskazówek dotyczących ciemnej energii, tajemniczej siły napędzającej przyspieszającą ekspansję Wszechświata. Badanie zostało opublikowane w serwisie arXiv.

Astronomowie stworzyli zbiór danych zawierający informacje o 2884 supernowych typu Ia wykorzystywanych do pomiaru odległości w kosmosie. Wskazują również, że projekt zapewnia jak dotąd najbardziej klarowny obraz tego, jak Wszechświat rozszerzał się w czasie.

Nowe dane o naturze ciemnej energii

Naukowcy połączyli trzy dekady obserwacji astronomicznych w jeden spójny zbiór danych, a następnie zestawili je z innymi pomiarami kosmicznymi, w tym z promieniowaniem pozostałym po Wielkim Wybuchu oraz mapami rozmieszczenia galaktyk w przestrzeni. Wyniki nie potwierdziły standardowego modelu kosmologicznego, który zakłada, że ciemna energia jest stała i niezmienna. Zamiast tego dostarczyły kolejnych wskazówek, że może ona zmieniać się w czasie.

Zbiór danych łączył wcześniejsze pomiary z wynikami przeglądu Dark Energy Survey (DES), opublikowanymi w 2024 roku. Aby ujednolicić zgromadzone informacje, astronomowie ponownie przeanalizowali starsze obserwacje z wykorzystaniem współczesnych metod.

Trzy dekady obserwacji w jednym zbiorze danych

Dzięki postępowi w wiedzy na temat zachowania supernowych naukowcy mogli ponownie przeanalizować starsze dane i zastosować do nich nowsze ustalenia. W ramach badania połączono obserwacje z różnych teleskopów o odmiennych możliwościach, biorąc pod uwagę między innymi wpływ pyłu kosmicznego i masy galaktyk na światło docierające od supernowych. Astronomowie uwzględnili również bardziej subtelne efekty, takie jak soczewkowanie grawitacyjne, czyli zakrzywianie i wzmacnianie światła wokół dużych obiektów podczas jego drogi od gwiezdnych eksplozji do Ziemi.

Wyniki DESI dostarczają podobnych wskazówek

Badacze wskazują, że nowy zbiór danych pomoże lepiej zrozumieć naturę ciemnej energii. Dane dotyczące supernowych z DES z 2024 roku dostarczyły pierwszych wskazówek, że może ona zmieniać się w czasie, a nowy katalog wskazał również na odchylenie od standardowego modelu kosmologicznego, choć w nieco innym kierunku.

Podobne wskazówki dotyczące zmienności ciemnej energii przyniosły wyniki uzyskane przez Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), który bada pozostałości fal dźwiękowych (relic sound waves) z wczesnego Wszechświata. Jak opisują naukowcy, dwa niezależne pomiary wskazują więc na możliwość zmian ciemnej energii w czasie, podważając założenie standardowego modelu kosmologicznego, że pozostaje ona niezmienna. Badania te mogą również w przyszłości pomóc w zrozumieniu, jak połączyć grawitację z fizyką kwantową. W przyszłości astronomowie planują dodać do zbioru danych wyniki przyszłych przeglądów nieba, w tym programu Dark Energy Bedrock All-Sky Supernova (DEBASS).

Emil Gołoś