Гравитационные волны помогут уточнить значение постоянной Хаббла
AstroNews.ru - 06 Мая 2021 14:11:57
Международная команда ученых под руководством исследователей из научных центров Galician Institute of High Energy Physics (IGFAE) и ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) предложила простой новый метод измерения постоянной Хаббла, основанный на однократных наблюдениях пары сталкивающихся нейтронных звезд и позволяющий повысить точность измерения до 2 процентов.
Вселенная постоянно расширяется. Поэтому далекие галактики удаляются от нас. Чем дальше от нас находится галактика, тем быстрее она движется – эта закономерность известна как закон Хаббла. Фундаментальной характеристикой нашего мира является постоянная Хаббла – коэффициент пропорциональности, связывающий между собой расстояние до галактики и скорость ее удаления от нас. Точные измерения постоянной Хаббла помогут выяснить некоторые наиболее фундаментальные свойства Вселенной, включая ее возраст.
На протяжении десятилетий ученые измеряли постоянную Хаббла со все возрастающей точностью, анализируя электромагнитные сигналы, приходящие из космоса, однако в конечном счете пришли к проблеме: два лучших метода измерения постоянной Хаббла давали разные ее значения. Начиная с 2015 г., ученые используют для измерения постоянной Хаббла гравитационные волны – «рябь» пространства-времени, движущуюся со скоростью света.
В результате столкновения между нейтронными звездами выделяется энергия в форме как электромагнитного, так и гравитационно-волнового излучений. В то время как гравитационные волны позволяют измерить расстояние до источника, электромагнитное излучение позволяет оценить скорость его удаления от нас. В результате появляется возможность измерить постоянную Хаббла.
Однако практическое применение этого метода сталкивается с трудностями, которые до настоящего времени не позволяли повысить точность определения выше 16 процентов. Так, одна из трудностей состоит в невозможности отличить относительно близкие к нам системы из двух нейтронных звезд, наблюдаемые «сверху», от более далеких систем, наблюдаемых «сбоку». Однако в новой работе команда под руководством профессора Хуана Кальдерона Бустильо (Juan Calderón Bustillo) из научного центра OzGrav смогла преодолеть эту трудность, адаптировав для различения двух этих типов систем метод, основанный на наблюдениях высших мод излучения. В результате удалось сократить ошибку определения постоянной Хаббла до 2 процентов, отмечают авторы.
Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters.