Група вчених продумала і реалізувала два нових методи оцінки сталої Хаббла і отримала значення, що збігається з оцінкою за реліктовим випромінюванням. Таким чином вони вирішили нестикування в значеннях. Але багато колег, які займаються тим самим питанням, не згодні з висновками.
Стала Хаббла – коефіцієнт, що пов’язує відстань до об’єкта зі швидкістю його віддалення. У стандартній космологічній моделі (Ламбда CDM) Всесвіт розширюється з прискоренням, тому значення змінюється з часом. За флуктуаціями реліктового випромінювання за допомогою моделі можна оцінити сталу Хаббла в сучасному Всесвіті. Астрономи розробили й методи для оцінки цього параметра за об’єктами в “околицях” нашої Галактики. І тут виникла проблема: значення не збіглися. Цю розбіжність і називають напругою Габбла.
Розрахунки за реліктовим випромінюванням і моделлю Лямбда CDM дають значення в 67 кілометрів на секунду на мегапарсек (3,26 мільйона світлових років) – настільки прискорюється розширення Всесвіту з віддаленням на кожен мегапарсек від Землі. Розрахунки по об’єктах у наших “околицях” дають оцінку в 73 кілометри на секунду на мегапарсек.
Як такі об’єкти для створення “космічної лінійки” астрономи використовують наднові типу Ia, характерна світність яких дає змогу точно визначати відстань, і цефеїди – пульсуючі змінні зорі з добре вивченою залежністю між періодом і світністю.
Автори нового дослідження запропонували використовувати як стандартні свічки червоні гіганти (TRGB) і їхній пізніший вид – вуглецеві зірки (JAGB). Використання цих зірок як свічок стало можливим завдяки потужності космічного телескопа “Джеймс Вебб”. Доцільність і результати побудови шкал відстаней за цими об’єктами дослідники описали в кількох статтях, викладених у відкритий доступ на сайті arXiv.
Крім цих нових методів, група вчених додала до оцінки за цефеїдами нові, точніші дані, отримані від “Джеймса Вебба”, а також наново проаналізувала архівні спостереження “Хаббла”, які раніше використовували в побудові шкал відстаней. Нові результати цього етапу своїх досліджень дослідники представили 6 квітня 2024 року на зустрічі Американського фізичного товариства.
Астрофізикиня Венді Фрідман із Чиказького університету (США), яка давно займається питанням сталої Габбла, оголосила, що, зіставивши оцінки за цефеїдами, вуглецевими зірками та червоними гігантами, їхня група отримала значення в 69 кілометрів на секунду на мегапарсек. І це значення вже досить близьке до оцінки за реліктовим випромінюванням і Ламбда CDM, щоб говорити про розв’язання проблеми напруги Габбла.
“У шкалі відстаней мене найбільше бентежило, що, коли ви маєте лише один метод, немає можливості оцінити, які в цього методу систематичні неточності”, – пояснила Венді Фрідман прагнення її групи розробити інші методи, зокрема, щодо червоних гігантів і вуглецевих зірок.
Група Фрідман продовжить розрахунки похибок своїх методів і пошук факторів, які впливають на точність вимірювань, – тут багато що залежить від “очищення” даних “Джеймса Вебба” від невідповідних стандартних свічок. Тим часом багато астрономів не погодилися з висновками команди Фрідман.
Адам Рісс із колегами теж давно опікується питанням сталої Габбла. Зараз вони, як і група Фрідман, працюють із даними “Джеймса Вебба” щодо цефеїд і наднових. В одній з останніх викладених робіт вони вивели оцінку сталої Габбла за надновою SN H0pe.
Через сильне гравітаційне лінзування ми бачимо наднову SN H0pe у трьох варіантах. Кожне її “віддзеркалення” пройшло різними траєкторіями простором-часом, через що в спостереженнях трьох “версій” є невелика відносна затримка. Тому за допомогою “Джеймса Вебба” вчені змогли отримати досить рідкісні фотометричні та спектроскопічні вимірювання цього об’єкта.
Проаналізувавши отримані дані, група Рісса отримала оцінку сталої Хаббла в 75 кілометрів на секунду на мегапарсек. У лютому ця ж команда вивела, що помилки фотометричних вимірювань цефеїд – якраз те, чого побоюється Фрідман – не чинять значного впливу на існування напруги Габбла.
Як висловилися Фрідман та її колега Баррі Мадор (Barry Madore), питання існування напруги Хаббла вийшло на рівень “похибок у похибках”. На щастя, можна сподіватися, що аналіз уже зібраних і майбутніх спостережень “Джеймса Вебба” допоможе розібратися в цьому питанні.