Sciencemag.cz
Doporučujeme
Právě zveřejněné výsledky studie DES (Dark Energy Survey) představují práci více než 400 astrofyziků, astronomů a kosmologů z více než 25 vědeckých institucí.
Šesti let trvající výzkum si kladl za cíl pochopit povahu temné energie a změřit rychlost rozpínání vesmíru. Vědci zjistili, že hustota temné energie ve vesmíru se podle nové komplexní teorie mohla v průběhu času měnit. Podle průvodní tiskové zprávy se tak naše chápání vesmíru dále komplikuje.
V roce 1998 astrofyzikové zjistili, že vesmír se rozpíná stále rychleji, což se pokládá právě za důsledek temné energie, která tvoří asi 70 % našeho vesmíru. (Poznámka: temná energie vlastně odpovídá nenulové hodnotě kosmologické konstanty; nebo se, v případě, že by nešlo o konstantu, používá označení kvintesence.) Tento objev, k němuž vědci dospěli díky pozorování supernov typu Ia, byl v roce 2011 oceněn Nobelovou cenou za fyziku. 25 let po prvním objevu temné energie představuje projekt Dark Energy Survey vyvrcholení desetiletého výzkumu vědců z celého světa, kteří analyzovali více než 1 500 supernov. Jedná se o největší počet supernov typu Ia, který byl kdy použit v rámci jediného průzkumu.
Výsledky jsou v souladu s dnes již standardním kosmologickým modelem vesmíru se zrychleným rozpínáním. Přesto nejsou ale natolik definitivní, aby vyloučily i nějaký jiný složitější model, kde by se hustota temné energie v čase měnila.
Nová studie má být rovněž průkopnická díky novému přístupu k využití fotometrie k vyhledávání supernov, jejich klasifikaci a měření jejich světelných křivek. Spoluautorka studie Anais Möller ze Swinburne University of Technology vytvořila metodu výběru těchto supernov pomocí strojového učení. Mezi daty z přibližně dvou milionů pozorovaných vzdálených galaxií projekt DES nalezl několik tisíc supernov a vědci nakonec použili 1 499 supernov typu Ia s vysoce kvalitními daty.
Supernovy typu Ia vznikají, když extrémně hustá mrtvá hvězda (bílý trpaslík) dosáhne kritické hmotnosti a exploduje. Protože kritická hmotnost je u všech bílých trpaslíků téměř stejná, mají všechny supernovy typu Ia přibližně stejnou skutečnou jasnost a jejich případné odchylky lze kalibrovat. Když pak astronomové porovnají zdánlivé jasnosti dvou supernov typu Ia při pohledu ze Země, mohou určit jejich relativní vzdálenost od nás.
Astrofyzici sledují historii rozpínání vesmíru pomocí velkých vzorků supernov v širokém rozsahu vzdáleností. U každé supernovy kombinují její vzdálenost s měřením rudého posuvu – tedy rychlosti vzdalování supernovy od Země v důsledku rozpínání vesmíru. Na základě těchto dat pak lze zkusit určit, zda hustota temné energie zůstala v průběhu času konstantní, nebo zda se mění.
Výsledky ukázaly, že w = -0,80 +/- 0,18 pouze s použitím supernov. V kombinaci s doplňujícími údaji z družice Planck Evropské kosmické agentury dosahuje w hodnoty -1. K definitivnímu závěru budou vědci potřebovat další údaje získané pomocí nového průzkumu.
Práce byla publikována prozatím na preprintovém serveru ArXiv (bez odborné oponentury/recenze).
The Dark Energy Survey: Cosmology Results With ~1500 New High-redshift Type Ia Supernovae Using The Full 5-year Dataset, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2401.02929
Zdroj: Swinburne University of Technology / Phys.org, přeloženo / zkráceno
