Webbův teleskop potvrdil Hubbleův výpočet rozpínání vesmíru

Pomocí Hubbleova teleskopu HST a vesmírného dalekohledu James Webb Space Telescope (JWST)  vědci zjišťují hodnotu Hubbleovy konstanty, důležité veličiny, která udává rychlost rozpínání vesmíru. Nedávné studie, zejména ty, na nichž se podílel JWST, umožnily přesnější měření, která jsou klíčová pro pochopení širších vlastností vesmíru.

Porozumění Hubbleově konstantě
V posledních letech jsme díky Hubbleovu vesmírnému dalekohledu (HST) a jeho nástupci, vesmírnému dalekohledu Jamese Webba (JWST), svědky neuvěřitelného pokroku v poznávání vesmíru. Oba dalekohledy způsobily revoluci v astronomii a odhalily ohromující objevy. Mezi jejich společná zaměření patřilo zpřesnění Hubbleovy konstanty, klíčového měření, které spojuje rychlost vzdalování vzdálených galaxií s jejich vzdáleností. Nedávná studie naznačila, že JWST potvrdil dřívější poznatky z HST a zajistil větší přesnost tohoto kritického měření.

Hubbleova konstanta (H0) je základním kamenem kosmologie a popisuje rychlost rozpínání vesmíru. Stanovuje vztah mezi Zemí a vzdálenými galaxiemi na základě jejich rychlosti vzdalování. Tato konstanta, kterou poprvé zavedl Edwin Hubble v roce 1929, se vyjadřuje v kilometrech za sekundu na megaparsek (km/s/Mpc) a udává, jak rychle se galaxie vzdalují na každý megaparsek vzdálenosti. V průběhu desetiletí vyvolalo určení její přesné hodnoty intenzivní vědeckou diskusi. Jak HST, tak JWST se významně podílely na úsilí o zpřesnění H0, protože její přesné změření je nezbytné pro pochopení stáří, velikosti a konečného osudu vesmíru.

Pokroky v měření rozpínání vesmíru
Nedávno publikovaný článek týmu vědců pod vedením Adama G. Riesse z Johns Hopkins University potvrdil výsledky předchozí studie HST. Pomocí JWST zkoumali jeho dřívější výsledky žebříčku vzdáleností cefeidy/supernovy. Ten byl použit ke stanovení vzdáleností v celém vesmíru pomocí proměnných hvězd typu cefeid a supernov typu 1a. Oba objekty lze přirovnat ke „standardním svíčkám“, jejichž skutečná jasnost je velmi dobře známa. Měřením jejich zdánlivé jasnosti při pohledu ze Země lze vypočítat jejich vzdálenosti porovnáním se skutečnou jasností, tedy s jejich vlastní svítivostí.

Řešení Hubbleova napětí
V posledních desetiletích byla učiněna řada pokusů o přesné určení H0 pomocí mnoha různých přístrojů a pozorování. Spolu s výše uvedenými studiemi využívajícími proměnné cefeidy a supernovy bylo využito kosmické mikrovlnné pozadí. Výsledky poskytují řadu informací, které se staly známými jako Hubbleovo napětí (Hubbleova tenze). Nedávná studie využívající JWST doufá, že by mohla být schopna zpřesnit a potvrdit předchozí práce.

Techniky a výzvy při určování H0
Aby bylo možné určit H0 s určitou přesností pomocí žebříčku cefeidy/supernovy, je třeba pozorovat dostatečně velký vzorek cefeid a supernov. To bylo náročné, zejména z hlediska velikosti vzorku supernov v rozsahu proměnných hvězd cefeid. Tým také zkoumal další techniky pro určení H0, například studium dat z HST ze studia svítivosti nejjasnějších hvězd červené větve obrů v Galaxii – což může fungovat i jako standardní svíčka. Nebo svítivost některých hvězd bohatých na uhlík, což je další technika.

Na vloženém obrázku jsou znázorněny tři kroky, které astronomové použili k bezprecedentně přesnému měření rychlosti rozpínání vesmíru (Hubbleovy konstanty), čímž se celková nejistota snížila na 2,3 %. Tato měření zefektivňují a posilují konstrukci žebříčku kosmických vzdáleností, který se používá k přesnému měření vzdáleností galaxií blízko i daleko od Země. Nejnovější Hubbleova studie rozšiřuje počet analyzovaných proměnných hvězd typu cefeid až na desetkrát větší vzdálenosti v naší Galaxii než předchozí výsledky Hubbleovy studie.

Závěr a budoucí směry
Tým dospěl k závěru, že po kombinaci všech měření JWST, včetně korekce na nízký vzorek dat supernov, vychází H0 na 72,6 ± 2,0 km/s/Mpc. Pro srovnání, kombinovaná data HST určují H0 na 72,8 km/s/Mpc. Bude trvat ještě několik let a bude třeba více studií, než se velikost vzorku supernov z JWST vyrovná vzorku z HST, ale křížová kontrola zatím ukázala, že jsme se konečně dopracovali k přesné hodnotě Hubbleovy konstanty.

Zdroj: https://scitechdaily.com/james-webb-validates-hubbles-calculation-of-the-universes-expansion/

autor: František Martinek