El uso del mayor catálogo de estrellas de vampiros enanos blancas en explosiones jamás reunidas ha proporcionado más evidencia de que la energía oscura, la misteriosa fuerza que acelera la expansión del universo, se está debilitando.
Sugiere la evolución de energía oscura, que representa alrededor del 70% de la masa y la energía del universo, fueron entregados por primera vez el año pasado por el Instrumento espectroscópico de energía oscura (Desi). Esta indicación fue impactante porque la mejor descripción que tenemos del cosmos, el modelo estándar de cosmología, o el Lambda Cold Dark Matter (LCDM) Modelo, predice que la energía oscura debe ser constante con el tiempo.
Estos nuevos resultados, proporcionados por el Proyecto de Cosmología de Supernova y que constan de 2.087 estrellas de vampiros que se llaman supernovas estandarizadas tipo 1A, constituyen otra línea de evidencia de que la energía oscura es no constante y que el LCDM puede necesitar revisión.
Si la energía oscura se está debilitando, esto tendría ramificaciones para nuestra comprensión de cómo terminará el cosmos.
“La energía oscura representa casi el 70% del universo y es lo que impulsa la expansión, por lo que si se está debilitando, esperaríamos ver la expansión lenta con el tiempo”, dijo el líder del equipo y la Universidad de Hawai en el investigador de Mānoa, David Rubin. declaración. “¿El universo se expande para siempre, o eventualmente se detiene, o incluso comienza a contraerse nuevamente? Depende de este equilibrio entre la energía oscura y la materia.
“Queremos averiguar qué gana, y queremos entender esta pieza subyacente de nuestro universo”.
Vampiros y gobernantes cósmicos explosivos
Tipo 1A supernovas involucrar restos estelar llamados enanos blancos que se quedan atrás cuando las estrellas alrededor del tamaño del sol mueren. Cuando están en asociaciones binarias cercanas con otras estrellas, estos cadáveres estelares pueden robar materia como un Vampiro cósmico.
Este material se acumula en un enano blanco hasta que la estrella muerta se inclina sobre la llamada Límite de Chandrasekharalrededor de 1.4 veces la masa del sol. Exceder este límite significa que el enano blanco puede ser supernova.
Las explosiones resultantes son las supernovas tipo 1A, y son útiles como herramienta de medición para los astrónomos porque su salida de luz es uniforme de un evento a otro. Comparando las supernovas tipo 1A a diferentes distancias y viendo cómo ha sido su luz desplazado Por la expansión del universo, se puede obtener el valor para la tasa de expansión del universo (la constante del Hubble). Entonces, eso se puede usar para comprender el impacto de la energía oscura en el cosmos en diferentes momentos.
Esta historia es adecuada porque fue el estudio de 50 supernovas tipo 1A que primero inclinó a los astrónomos a la existencia de energía oscura en primer lugar en 1998.
Desde entonces, los astrónomos han observado otras 2.000 supernovas tipo 1A con diferentes telescopios. Este nuevo proyecto corrige cualquier diferencia entre aquellas observaciones causadas por diferentes instrumentos astronómicos, como cómo los filtros de los telescopios a la deriva con el tiempo, para curar el conjunto de datos de supernova tipo 1A estandarizado más grande de la historia. Se llama Union3.
Union3 contiene 2.087 supernovas de 24 conjuntos de datos diferentes que abarcan 7 mil millones de años de tiempo cósmico. Se basa en las 557 supernovas catalogadas en un conjunto de datos original llamado Union2.
El análisis de Union3 de hecho parece corroborar los resultados de Desi, que la energía oscura se está debilitando con el tiempo, pero los resultados aún no son concluyentes.
Sin embargo, lo impresionante de Union3 es que presenta dos rutas separadas de investigación que apuntan hacia la energía oscura no constante.
“No creo que nadie esté saltando hacia arriba y hacia abajo, ya se emocione demasiado, pero eso se debe a que los científicos estamos suprimiendo cualquier euforia prematura, ya que sabemos que esto podría desaparecer una vez que obtengamos datos aún mejores”, dijo Saul Perlmutter, miembro del equipo de estudio e investigador de Berkeley Lab, en un comunicado. “Por otro lado, la gente ciertamente está sentada en sus sillas ahora que dos técnicas separadas muestran un desacuerdo moderado con el simple modelo Lambda CDM”.
Y cuando se trata de energía oscura en general, Perlmutter dice que la comunidad científica prestará atención. Después de todo, él compartió el Premio Nobel de Física 2011 por descubrir esta extraña fuerza.
“Es emocionante que finalmente estamos comenzando a alcanzar niveles de precisión donde las cosas se vuelven interesantes y puede comenzar a diferenciar entre las diferentes teorías de la energía oscura”, dijo Perlmutter.
El conjunto de datos de supernova tipo 1A del equipo crecerá con otros tres conjuntos de datos que se agregarán el próximo año. Dos de estos serán Supernovas de alto cambio de rojo Visto a grandes distancias, mientras que uno contendrá más supernovas locales de desplazamiento al rojo rojo. Eso debería ayudar a calibrar mejor los nuevos resultados, dicen los investigadores.
“Queríamos establecer una línea de base antes de traer varios cientos de nuevas supernovas de desplazamiento de rojo rojo, que es una de las áreas en las que la calibración es más crucial y donde tenemos algunos de los conjuntos de datos más débiles en los resultados hasta ahora”, Greg Aldering, miembro del equipo de estudio e investigador de Berkley Lab, dijo en la declaración. “Creemos que realmente entendemos la calibración de una manera que nadie lo ha hecho antes, y estamos emocionados de agregar más supernovas y ver qué nos pueden contar sobre la energía oscura”.
Este análisis se reforzará aún más cuando los datos comiencen a rodar desde el Observatorio Vera C. Rubin. Se proyecta que Rubin potencialmente descubrir 1 millón Supernovas tipo 1A durante su encuesta Legacy de Diez años de Space and Time (LSST).
Esta investigación realmente podría entregar cuando se combina una vez más y comparada con las observaciones de fluctuaciones en las concentraciones de materia temprana llamadas Oscilaciones acústicas de Baryon (BAO) medido por desi.
“Bao puede mirar más atrás en el tiempo cuando la energía oscura jugó menos papel en el universo, y las supernovas son particularmente precisas en el universo más reciente”, dijo Perlmutter. “Las dos técnicas se están volviendo lo suficientemente buenas como para que realmente podamos comenzar a decir cosas sobre los modelos de energía oscura.
“Hemos estado esperando llegar a este punto durante mucho tiempo”.