Новый метод может помочь решить трудности в расширении измерения Вселенной

Астрономы, используя Национальным научным фондом (NSF) радиотелескопами показали, как гравитационные волны и радио наблюдений, а также с теоретического моделирования, могут превратить слияние пары нейтронных звезд в «космическая линейка» с возможностью измерения расширения Вселенной и решить вопрос по своему курсу.

Астрономы использовали НФС очень долго исходного массива (включая), Карл г. Янский очень большая решетка (VLA) и Роберта С. Берда телескопа Грин-Бэнк (ББТ) для изучения последствий столкновения двух нейтронных звезд, что производят гравитационные волны обнаружены в 2017 году. Это событие дало новый способ измерения скорости расширения Вселенной, известные ученые как постоянная Хаббла. Скорость расширения Вселенной может быть использована для определения ее размера и возраста, а также служат важным инструментом для интерпретации наблюдения объектов во Вселенной.

Два ведущих методов определения постоянной Хаббла использовать характеристики космического микроволнового фонового излучения, остатки излучения от Большого Взрыва, или определенного типа взрывов сверхновых, называется типа Ia, в далекой Вселенной. Тем не менее, эти два метода дают разные результаты.

«Слияние нейтронной звезды дает нам новый способ измерения постоянной Хаббла, и надеюсь на решение проблемы», — сказал Кунал Mooley, Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) и Калифорнийский технологический институт.

Методика похожа на то, что с помощью взрывов сверхновых. Взрывы сверхновых типа Ia, что все имеют внутреннюю яркость которых могут быть рассчитаны на скорости, с которой они светлеют и затем исчезают. Измерения яркости, как видно из земли, а затем расстояние до взрыва сверхновой. Измеряя доплеровское смещение света от узла сверхновой галактики обозначает скорость, с которой галактики удаляются от Земли. Скорость деленная на расстояние дает постоянная Хаббла. Чтобы получить точный рисунок, многие такие измерения должны быть сделаны на разных расстояниях.

Когда две массивные нейтронные звезды сталкиваются, они производят взрывом и всплеском гравитационных волн. Формы гравитационно-волновой сигнал подсказывает ученым как «светлые», что всплеском гравитационных волн. Измерение «яркости», или интенсивность гравитационных волн, полученные на Земле, может дать расстояние.

«Это полностью независимые средства измерения, которые мы надеемся, может пояснить, что истинное значение постоянной Хаббла», — сказал Mooley.

Однако, есть поворот. Интенсивность гравитационных волн варьируется в зависимости от их ориентации относительно орбитальной плоскости двух нейтронных звезд. Гравитационные волны сильнее в направлении, перпендикулярном к плоскости орбиты, и слабее, если орбитальная плоскость ребро, как видно с Земли.

«Для того, чтобы использовать гравитационные волны, чтобы измерить расстояние, нужно знать, что ориентация», — сказал Адам Деллер, из Технологического университета Суинберна в Австралии.

В течение нескольких месяцев, астрономы использовали радиотелескопы для измерения перемещения сверхскоростной струей материала, выброшенного при взрыве. «Мы использовали эти измерения вместе с подробными гидродинамического моделирования, чтобы определить угол наклона, что позволит использовать гравитационные волны для определения расстояния», — сказал Эхуд Накар из Тель-Авивского университета.

Это одно измерение, произошедшего около 130 миллионов световых лет от Земли, еще не достаточно, чтобы устранить неопределенность, утверждают ученые, но техника теперь может быть применен к будущим нейтронных звезд слияний обнаружены гравитационные волны.

«Мы думаем, что еще 15 таких событий, которые можно наблюдать как с гравитационными волнами и в мельчайших подробностях с радио-телескопами, могут решить проблему», — сказал Кента Hotokezaka, из Принстонского университета. «Это будет важным шагом вперед в нашем понимании один из важнейших аспектов Вселенной», — добавил он.

Международная научная группа под руководством Hotokezaka сообщает ее результаты в журнале Nature астрономии.

Национальной радиоастрономической обсерватории является объектом Национального научного фонда, выполняемых в рамках соглашения о сотрудничестве с университетов, Инк.