Содержащий 3000 сверхновых каталог ставит под сомнение теории о темной энергии

Фото из открытых источников

После десятилетий наблюдений международная группа исследователей из Школы математики и физики Квинслендского университета (UQ-SMP) создала крупнейший в истории набор данных о сверхновых. Набор данных включает информацию о 2884 сверхновых типа 1a, редком типе, который возникает примерно раз в 500 лет. Эти сверхновые происходят в двойных системах, когда белый карлик поглощает слишком много вещества от звезды-компаньона (или происходит слияние двух белых карликов).

Астрономы проявляют особый интерес к сверхновым по двум причинам. Помимо того, что это одни из самых энергетически мощных событий во Вселенной, астрономы используют их для измерения космических расстояний. На основе этих данных астрономы надеются лучше понять темную энергию — таинственную силу, которая, как считается, приводит к расширению космоса. На основе этих последних данных исследователи приходят к выводу, что темная энергия может быть не такой постоянной, как считалось ранее.

Международную группу возглавлял Райан Камиллери из UQ-SMP, и в ее состав входили исследователи из США, Великобритании, Австралии, Южной Африки, Испании и Франции. Набор данных объединяет 30 лет исторических измерений с данными из проекта Dark Energy Survey (DES), опубликованными в 2024 году, а также с другими космологическими наборами данных. Статья с подробным описанием их исследования была опубликована в Publications of the Astronomical Society of Australia.

«Мы объединили данные астрономических наблюдений за три десятилетия в единую, непротиворечивую систему», — сказал Камиллери в пресс-релизе Университета Квинсленда. «Мы объединили наши данные с другими космическими измерениями, включая реликтовый свет от Большого взрыва и карты распределения галактик в космосе».

Для объединения информации международная группа также повторно проанализировала более ранние наблюдения сверхновых, используя современные методы. По словам Камиллери, астрономы многое узнали о поведении сверхновых и применили эти знания к более старым данным. Кроме того, исследователи приложили значительные усилия для сопоставления наблюдений с разных телескопов, изучающих Вселенную в разных диапазонах длин волн. Объединенные данные также учитывают факторы, которые могут влиять на свет от сверхновых, такие как космическая пыль и гравитационное линзирование.

Как уже отмечалось, результаты противоречили ранее существовавшим представлениям о том, что эффекты темной энергии (также известной как постоянная Хаббла-Леметра) действительно постоянны. Как добавил Камиллери: «Мы также учли более тонкие эффекты, такие как гравитационное линзирование, то есть искривление и увеличение света вокруг крупных объектов при его перемещении от сверхновой к Земле. Вместо подтверждения стандартной модели космологии, которая предполагает, что темная энергия является фиксированной и неизменной, мы получили больше доказательств того, что темная энергия может изменяться со временем».

Эти результаты подтверждают другие выводы о том, что воздействие темной энергии меняется со временем. К ним относятся новые данные, полученные с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), и новые данные, полученные с помощью прибора для исследования темной энергии (DESI).

Как отметила профессор астрофизики Тамара Дэвис, этот набор данных — важный шаг на пути к пониманию истинной природы темной энергии:

Наши данные о сверхновых, полученные с помощью прибора DES в 2024 году, впервые показали признаки того, что темная энергия может изменяться со временем, и эта новая компиляция также демонстрирует отклонение от стандартной модели, хотя и в несколько ином направлении. Аналогичным образом, результаты, полученные с помощью спектроскопического прибора для изучения темной энергии (DESI), выявили признаки вариаций темной энергии в ходе исследований реликтовых звуковых волн из ранней Вселенной.

Многочисленные независимые измерения выявили доказательства того, что Стандартная модель космологии, известная как модель ΔCDM (Lambda Cold Dark Matter), может быть ошибочной. На протяжении десятилетий ученые предполагали, что параметр Δ (представляющий собой постоянную Хаббла-Леметра) постоянно раздвигает крупномасштабную структуру Вселенной. За последние четыре миллиарда лет это расширение ускорилось, поскольку галактики отдаляются друг от друга и становятся менее подвержены взаимному гравитационному притяжению.

«Все эти исследования могут также содержать ключ к объяснению того, как гравитация и квантовая физика взаимосвязаны», — добавил Дэвис. «Мы знаем, что каждая из этих двух теорий чрезвычайно успешна в своей области, поэтому, если мы сможем понять, как их объединить, это станет огромным шагом вперед в теоретической физике».