_ Roman de la NASA telescopul folosește evenimente rare pentru a calcula rata de expansiune a universului

Astronomii care investighează unul dintre cele mai presante mistere ale cosmosului - ritmul cu care universul se extinde - se pregătesc să studieze acest puzzle într-un mod nou folosind telescopul spațial roman Nancy Grace de la NASA. Odată ce se lansează până în mai 2027, astronomii vor extrage ramurile largi de imagini ale lui Roman pentru supernove cu lentile gravitaționale, care pot fi folosite pentru a măsura viteza de expansiune a universului.

Există mai multe moduri independente prin care astronomii pot măsura prezentul. rata de expansiune a universului, cunoscută sub denumirea de constantă Hubble. Tehnici diferite au produs valori diferite, denumite tensiune Hubble.

O mare parte din investigațiile cosmologice ale lui Roman se vor referi la energia întunecată evazivă, care afectează modul în care universul se extinde în timp. Un instrument principal pentru aceste investigații este o metodă destul de tradițională, care compară luminozitatea intrinsecă a obiectelor precum supernovele de tip Ia cu luminozitatea lor percepută pentru a determina distanțe.

Alternativ, astronomii ar putea folosi Roman pentru a examina supernovele cu lentile gravitaționale. Această metodă de explorare a constantei Hubble este unică față de metodele tradiționale, deoarece se bazează pe metode geometrice și nu pe luminozitate.

„Romanul este instrumentul ideal pentru a permite studiul supernovelor cu lentile gravitaționale să decoleze”, a spus Lou Strolger. de la Institutul de Știință al Telescopului Spațial (STScI) din Baltimore, co-conducătorul echipei care se pregătește pentru studiul lui Roman asupra acestor obiecte. „Sunt rare și foarte greu de găsit. A trebuit să avem norocul să detectăm câteva dintre ele suficient de devreme. Câmpul vizual extins al lui Roman și imaginile repetate la rezoluție înaltă vor ajuta aceste șanse.”

Folosind diverse observatoare precum telescopul spațial Hubble de la NASA și telescopul spațial James Webb, astronomii au descoperit doar opt supernove cu lentile gravitaționale în univers. Cu toate acestea, doar doi dintre cei opt au fost candidați viabili pentru a măsura constanta Hubble datorită tipului de supernove care sunt și a duratei imaginii lor întârziate.

Lentila gravitațională apare atunci când lumina de la un obiect. , ca o explozie stelară, în drumul său spre Pământ trece printr-o galaxie sau un grup de galaxii și este deviat de câmpul gravitațional imens. Lumina se împarte pe diferite căi și formează mai multe imagini ale supernovei de pe cer așa cum o vedem.

În funcție de diferențele dintre căi, imaginile supernovei apar întârziate cu ore până la luni sau chiar ani. Măsurarea precisă a acestei diferențe de timpi de sosire între imaginile multiple duce la o combinație de distanțe care constrâng constanta Hubble.

„Sondarea acestor distanțe într-un mod fundamental diferit față de metodele mai comune, cu același observator în acest sens. acest caz, poate ajuta la clarificarea motivului pentru care diferite tehnici de măsurare au dat rezultate diferite”, a adăugat Justin Pierel de la STScI, co-conducătorul programului Strolger.

Sondajele ample ale lui Roman vor putea cartografi universul mult mai rapid decât poate Hubble, telescopul „văzând” de peste 100 de ori suprafața lui Hubble într-o singură imagine.

„În loc să adune mai multe imagini cu copaci, acest nou telescop ne va permite să vedem întreaga pădure. într-un singur instantaneu”, a explicat Pierel.

În special, High Latitude Time Domain Survey va observa aceeași zonă a cerului în mod repetat, ceea ce va permite astronomilor să studieze ținte care se schimbă în timp. Aceasta înseamnă că va fi o cantitate extraordinară de date – peste 5 miliarde de pixeli de fiecare dată – de verificat pentru a găsi aceste evenimente foarte rare.

„Deoarece acestea sunt rare, valorificarea întregului potențial al supernovelor cu lentile gravitaționale depinde de un nivel ridicat de pregătire”, a spus Pierel. „Vrem să pregătim toate instrumentele pentru găsirea acestor supernove în avans, astfel încât să nu pierdem timpul cernând terabytes de date când sosesc.”

Proiectul va fi realizat de o echipă de cercetători. de la diverse centre NASA și universități din toată țara.

Pregătirea va avea loc în mai multe etape. Echipa va crea conducte de reducere a datelor concepute pentru a detecta automat supernovele cu lentile gravitaționale în imagistica romană. Pentru a antrena aceste conducte, cercetătorii vor crea, de asemenea, imagini simulate: sunt necesare 50.000 de lentile simulate, iar în prezent sunt cunoscute doar 10.000 de lentile reale.

Conductele de reducere a datelor create de Strolger și echipa lui Pierel vor completa conductele fiind creat pentru a studia energia întunecată cu supernove de tip Ia.

„Roman este cu adevărat prima oportunitate de a crea un eșantion standard de aur de supernove cu lentile gravitaționale”, a concluzionat Strolger. „Toate pregătirile noastre acum vor produce toate componentele necesare pentru a ne asigura că putem valorifica în mod eficient potențialul enorm al cosmologiei.”

(Fluierul)