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从研究机构

看到双星有助于解决关于宇宙膨胀速度的争议。

天文学家利用类星体的分裂图像对哈勃常数进行了新的估算。

日期:
1月22日,2019
来源:
加州大学洛杉矶分校
总结:
近一个世纪以来,宇宙膨胀的速度一直困扰着天文学家。不同的研究不断得出不同的答案——这让一些研究人员怀疑,他们是否忽视了宇宙运行机制中的一个关键机制。现在,通过开创一种测量宇宙膨胀速度的新方法,天文学家已经向解决这一争论迈出了一步。
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完整的故事

哈勃太空望远镜拍摄的一幅双像类星体照片。
NASA哈勃太空望远镜,托马索Treu /加州大学洛杉矶分校,Birrer等人

宇宙膨胀的速度有多快这个问题已经困扰了天文学家将近一个世纪。不同的研究不断得出不同的答案——这让一些研究人员怀疑,他们是否忽视了宇宙运行机制中的一个关键机制。

现在,通过开创一种测量宇宙膨胀速度的新方法,由加州大学洛杉矶分校的天文学家领导的一个小组已经向解决这一争论迈出了一步。该小组的研究发表在今天的《科学》杂志上英国皇家天文学会月报.

争论的核心是哈勃常数,这是一个与星系红移有关的距离的数字——光在膨胀的宇宙中传播到地球时被拉长的距离。哈勃常数的估计范围是每秒67到73千米每百万秒,这意味着两个相距1百万分之一秒的空间点(相当于326万光年)以每秒67到73公里的速度相互竞争。

“哈勃常数决定了宇宙的物理尺度,”西蒙·伯勒说,加州大学洛杉矶分校博士后学者,该研究的第一作者。如果没有哈勃常数的精确值,天文学家不能准确地确定遥远星系的大小,宇宙的年龄或宇宙膨胀的历史。

大多数计算哈勃常数的方法都有两个组成部分:到某个光源的距离和该光源的红移。寻找一种没有在其他科学家的计算中使用过的光源,Birrer和他的同事转向类星体,由巨大的黑洞提供能量的辐射源。对于他们的研究,科学家们选择了类星体的一个特定子集——类星体的光线被一个介入星系的引力所弯曲,它在天空中产生了两个平行的类星体图像。

这两幅图像中的光通过不同的路径到达地球。当类星体的亮度波动时,这两个图像一个接一个地闪烁,而不是同时。这两个闪烁之间的时间延迟,除了有关干涉星系引力场的信息外,可以用来追踪光的旅程,并推断出地球到类星体和前景星系的距离。知道了类星体和星系的红移,科学家们能够估计宇宙扩张的速度。

加州大学洛杉矶分校的团队,作为H0liCOW国际合作的一部分,曾应用该技术研究四层成像类星体,其中四张类星体的图像出现在前景星系周围。但是四像类星体并不常见——双像类星体的数量被认为是四像类星体的五倍。

为了演示这项技术,ucla领导的研究小组研究了一种双像类星体SDSS J1206+4332;他们依靠哈勃太空望远镜的数据,双子座和W.M.凯克天文台,从引力透镜的宇宙学监测来看,或COSMOGRAIL,网络——瑞士洛桑联邦理工学院(Ecole Polytechnique Federale de Lausanne)管理的一个项目,旨在确定哈勃常数。

Treu托马索,加州大学洛杉矶分校物理学和天文学教授,论文的资深作者,说研究人员连续几年每天拍摄类星体的图像,以精确测量图像之间的时间延迟。然后,为了得到哈勃常数的最佳估计数,他们将在类星体上收集到的数据与之前在三个四重成像类星体上的H0liCOW合作收集到的数据结合起来。

“这项测量的美妙之处在于,它与其他测量方法具有高度的互补性和独立性,”特鲁说。

加州大学洛杉矶分校领导的研究小组得出了哈勃常数的估计值,大约为每秒每百万秒72.5公里。这一数字与其他科学家在研究中得出的结论一致,他们将超新星(遥远星系中的爆炸恒星)的距离作为关键的测量指标。然而,这两种估计都比一种依赖于来自天空的微弱光芒的宇宙微波背景高出8%。大爆炸38万年后的遗迹,当光第一次自由地穿过空间时。

“如果这些值之间存在实际差异,这意味着宇宙有点复杂,”Treu说。

另一方面,Treu说,也可能是一个度量——或者全部三个——是错误的。

研究人员现在正在寻找更多的类星体来提高哈勃常数测量的精度。特鲁说,这篇新论文最重要的教训之一是,双像类星体为科学家们的哈勃常数计算提供了更多有用的光源。就目前而言,虽然,由加州大学洛杉矶分校领导的研究小组正集中研究40个四重成像类星体,因为它们能提供比双重影像更有用的信息。

来自7个国家13个机构的另外16名研究人员对这篇论文做出了贡献;这项研究部分得到了美国宇航局的资助,国家科学基金会和帕卡德基金会。

故事来源:

材料所提供的加州大学洛杉矶分校.原作者克里斯托弗·克罗克特。注:内容可根据风格和长度进行编辑。


日记帐引用:

  1. 年代出生,TTRUC E Rusu,V Bonvin,C D FassnachtJH H陈阿涅洛J Shajib,G氟陈,米钻,弗库宾S希尔伯特D Sluse,S H月经,K C黄,P马歇尔,B C LemauxG Meylan。H0LiCOW——第九。双像类星体SDSS12064332的宇宙学分析及哈勃常数的新测量.英国皇家天文学会月报,2019;多伊:10.1093/mnras/stz200

引用这一页:

加州大学洛杉矶分校。“看到双星可能有助于解决关于宇宙膨胀速度的争议:天文学家利用类星体的分裂图像对哈勃常数做出新的估计。”《科学日报》。betway必威安卓betway必威安卓科学日报,2019年1月22日。 .
加州大学洛杉矶分校。(2019年,1月22日)。看到双星可以帮助解决关于宇宙膨胀速度的争论:天文学家利用类星体的分裂图像对哈勃常数做出了新的估计。 betway必威安卓.1月28日检索,2019摘自www.sciebetway必威安卓ncedaily.com/releases/2019/01/190122171325.htm
加州大学洛杉矶分校。“看到双星可能有助于解决关于宇宙膨胀速度的争议:天文学家利用类星体的分裂图像对哈勃常数做出新的估计。”《科学日报》。betway必威安卓www.betway必威安卓sciencedaily.com/releases/2019/01/190122171325.htm(浏览日期:2019)。

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