כמעט כל מדידה אסטרונומית בודדת תלויה בקבוע האבל, מספר המחושב את התפשטות היקום. זה מאשר כי היקום עדיין בן 12 עד 14 מיליארד שנים.
מספר חשוב ביותר המפרט את קצב ההתפשטות של היקום, מה שמכונה קבוע האבל, נקבע באופן עצמאי באמצעות מצפה הרנטגן של צ'נדרה של נאס"א. ערך חדש זה תואם מדידות אחרונות בשיטות אחרות ומרחיב את תוקפן למרחקים גדולים יותר, ובכך מאפשר לאסטרונומים לחקור תקופות קדומות יותר בהתפתחות היקום.
"הסיבה לכך שהתוצאה כה משמעותית היא שאנו זקוקים לקבוע האבל בכדי שיגיד לנו את גודל היקום, גילו, וכמה חומר הוא מכיל," אמר מקס בונמנטה ממרכז טיסת החלל במרשל (NASFC) של נאס"א בהאנטסוויל, Ala., מחבר מוביל במאמר המתאר את התוצאות. "אסטרונומים בהחלט צריכים לסמוך על המספר הזה מכיוון שאנו משתמשים בו לאינספור חישובים."
קבוע האבל מחושב על ידי מדידת המהירות בה חפצים מתרחקים מאיתנו ומתחלק על ידי המרחק שלהם. מרבית הניסיונות הקודמים לקבוע את קבוע האבל היו כרוכים בשימוש בסולם רב-שלבי, או בסולם מרחק, שבו המרחק לגלקסיות סמוכות משמש כבסיס לקביעת מרחקים גדולים יותר.
הגישה הנפוצה ביותר הייתה להשתמש בסוג נחקר היטב של כוכב פועם המכונה משתנה Cepheid, בשילוב עם סופרנובות רחוקות יותר כדי להתחקות אחר מרחקים ברחבי היקום. מדענים המשתמשים בשיטה זו ותצפיות מטלסקופ החלל האבל הצליחו למדוד את קבוע האבל בתוך 10%. עם זאת, רק בדיקות עצמאיות יעניקו להם את הביטחון שהם חפצו בהתחשב בכך שחלק גדול מההבנה שלנו של היקום תלויה באיזון.
על ידי שילוב של נתוני רנטגן מצ'נדרה עם תצפיות רדיו של אשכולות גלקסיות, הצוות קבע את המרחקים ל 38 אשכולות גלקסיות שנעו בין 1.4 מיליארד ל 9.3 מיליארד שנות אור מכדור הארץ. תוצאות אלה אינן מסתמכות על סולם המרחק המסורתי. בונמנטה ועמיתיו מוצאים כי קבוע האבל עומד על 77 קמ"ש לשנייה למגה־פארק (מגה־פארק שווה ל -3.26 מיליון שנות אור), עם אי וודאות של כ -15%.
תוצאה זו מסכימה עם הערכים שנקבעו בטכניקות אחרות. קבוע של האבל נמצא בעבר כ- 72, נותן או לוקח 8 קמ"ש לשנייה לקילופרסק, בהתבסס על תצפיות טלסקופ החלל האבל. התוצאה החדשה של צ'נדרה חשובה מכיוון שהיא מציעה את האישור הבלתי תלוי שמדענים חיפשו ותקנו את גיל היקום בין 12 ל -14 מיליארד שנה.
"תוצאות חדשות אלה אינן תלויות לחלוטין בכל השיטות הקודמות למדידת קבוע האבל", אמר גם חבר הצוות מרשל ג'וי מ- MSFC.
האסטרונומים השתמשו בתופעה המכונה אפקט סוניאוו-זלדוביץ ', כאשר פוטונים ברקע המיקרוגל הקוסמי (CMB) מקיימים אינטראקציה עם אלקטרונים בגז החם המפשט את אשכולות הגלקסיה האדירות. הפוטונים רוכשים אנרגיה מאינטראקציה זו, המעוותת את האות מרקע המיקרוגל לכיוון האשכולות. גודל העיוות הזה תלוי בצפיפות ובטמפרטורה של האלקטרונים החמים ובגודל הפיזי של האשכול. באמצעות טלסקופים רדיו למדידת עיוות רקע המיקרוגל וצ'נדרה למדידת תכונות הגז החם, ניתן לקבוע את הגודל הפיזי של האשכול. מהגודל הפיזי הזה ומדידה פשוטה של הזווית המופעלת על ידי האשכול, ניתן להשתמש בכללי הגיאומטריה כדי לגזור את המרחק שלה. קבוע האבל נקבע על ידי חלוקת מהירויות אשכול שנמדדו בעבר על ידי המרחקים החדשים שנגזרו.
פרויקט זה זכה בתואר על ידי מעצב מראה הטלסקופ של צ'נדרה, ליאון ואן ספיירוק, שהלך לעולמו בשנת 2002. הבסיס הונח כאשר חברי הצוות ג'ון קרלסטרום (אוניברסיטת שיקגו) ומרשל ג'וי השיגו מדידות רדיו מדוקדקות של העיוותים בקרינת CMB באמצעות רדיו טלסקופים במערך ברקלי-אילינוי-מרילנד ובמצפה הרדיו של קלטק אוונס עמק. על מנת למדוד את תכונות הרנטגן המדויקות של הגז באשכולות רחוקים אלה, נדרש טלסקופ רנטגן מבוסס חלל עם הרזולוציה והרגישות של צ'נדרה.
"זו הייתה אחת המטרות של ליאון לראות את הפרויקט הזה קורה, וזה גורם לי להיות מאוד גאה לראות את זה מתממש," אמר מדען פרויקט צ'נדרה מרטין ווייסקופף ממ.ס.פ.
התוצאות מתוארות במאמר שהופיע בגיליון ה- 10 באוגוסט של כתב העת Astrophysical. MSFC מנהלת את תוכנית צ'נדרה עבור מנהלת משימת המדע של הסוכנות. המצפה האסטרופיזי של סמיתסוניאן שולט בפעולות מדע וטיסות ממרכז הרנטגן של צ'נדרה, קיימברידג ', מסה.
המקור המקורי: מהדורת החדשות של צ'נדרה
