Kunstnerens inntrykk av eksplosjonen og utbrudd av gravitasjonsbølger som sendes ut når et par superdense nøytronstjerner kolliderer. Nye observasjoner med radioteleskoper viser at slike hendelser kan brukes til å måle ekspansjonshastigheten Til Universet. Kreditt: NRAO/AUI/NSF

hvor fort utvider universet? Vi vet ikke sikkert.Astronomer studerer kosmisk ekspansjon ved å måle Hubble-konstanten. De har målt denne konstanten på flere forskjellige måter, men noen av resultatene er ikke enige med hverandre. Denne uenigheten, eller spenningen, I Hubble-konstanten er en voksende kontrovers i astronomi. Men nye observasjoner av kolliderende nøytronstjerner kan gi en løsning.Bli med Vår Vert Melissa Hoffman fra National Radio Astronomy Observatory når hun forklarer hvordan astronomer bruker radioastronomi og gravitasjonsbølger for å svare på dette kosmiske mysteriet.Astronomer som bruker national Science Foundation (Nsf) radioteleskoper har demonstrert hvordan en kombinasjon av gravitasjonsbølger og radioobservasjoner, sammen med teoretisk modellering, kan slå sammen sammenslåinger av par nøytronstjerner til en «kosmisk hersker» som er i stand til å måle universets ekspansjon og løse et fremragende spørsmål om dens hastighet.astronomene brukte Nsfs Very Long Baseline Array (VLBA), Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) Og Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) for å studere kjølvannet av kollisjonen mellom to nøytronstjerner som produserte gravitasjonsbølger oppdaget i 2017. Denne hendelsen tilbød en ny måte å måle ekspansjonshastigheten Til Universet, kjent av forskere som Hubble-Konstanten. Universets ekspansjonshastighet kan brukes til å bestemme størrelse og alder, samt tjene som et viktig verktøy for å tolke observasjoner av objekter andre Steder i Universet.

radioobservasjoner av en stråle av materiale som ble kastet ut i etterkant av nøytronstjernefusjonen var nøkkelen til å tillate astronomer å bestemme orienteringen av stjernens baneplan før sammenslåingen, og dermed «lysstyrken» av gravitasjonsbølgene som sendes ut i Retning Av Jorden. Dette kan gjøre slike hendelser til et viktig nytt verktøy for å måle ekspansjonshastigheten Til Universet. Kreditt: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF

To ledende metoder for å bestemme Hubble-Konstanten bruker egenskapene Til Den Kosmiske Mikrobølgebakgrunnen, gjenværende stråling Fra Big Bang, eller en bestemt type supernovaeksplosjoner, kalt Type Ia, i det fjerne Universet. Disse to metodene gir imidlertid forskjellige resultater.»nøytronstjernefusjonen gir oss en ny måte å måle Hubble-Konstanten på, og forhåpentligvis løse problemet,» sa Kunal Mooley, Fra National Radio Astronomy Observatory (NRAO) og Caltech.

teknikken er lik den som bruker supernovaeksplosjoner. Type ia supernova eksplosjoner antas å alle ha en iboende lysstyrke som kan beregnes basert på hastigheten som de lyser og deretter visne bort. Måling av lysstyrken sett fra Jorden forteller deretter avstanden til supernovaeksplosjonen. Måling Av Doppler-skiftet av lyset fra supernovaens vertsgalakse indikerer hastigheten som galaksen trekker seg fra Jorden. Hastigheten dividert med avstanden gir Hubble-Konstanten. For å få en nøyaktig figur, må mange slike målinger gjøres på forskjellige avstander.når to massive nøytronstjerner kolliderer, produserer de en eksplosjon og et utbrudd av gravitasjonsbølger. Formen på gravitasjonsbølgesignalet forteller forskere hvor «lyst» det brast av gravitasjonsbølger var. Måling av» lysstyrken » eller intensiteten av gravitasjonsbølgene som mottatt På Jorden, kan gi avstanden.»Dette er et helt uavhengig målemiddel som vi håper kan avklare hva Den sanne verdien Av Hubble-Konstanten er,» Sa Mooley.

det er imidlertid en vri. Intensiteten av gravitasjonsbølgene varierer med deres orientering med hensyn til orbitalplanet til de to nøytronstjernene. Gravitasjonsbølgene er sterkere i retningen vinkelrett på orbitalplanet, og svakere hvis orbitalplanet er kant på sett fra Jorden.»for å kunne bruke gravitasjonsbølgene til å måle avstanden, trengte vi å vite den orienteringen,» Sa Adam Deller, Fra Swinburne University Of Technology I Australia.over en periode på flere måneder brukte astronomene radioteleskopene til å måle bevegelsen til en superrask stråle av materiale som ble kastet ut fra eksplosjonen. «Vi brukte disse målingene sammen med detaljerte hydrodynamiske simuleringer for å bestemme orienteringsvinkelen, og dermed tillate bruk av gravitasjonsbølgene for å bestemme avstanden,» Sa Ehud Nakar Fra Tel Aviv University.denne enkle målingen, av en hendelse rundt 130 millioner lysår Fra Jorden, er ennå ikke tilstrekkelig til å løse usikkerheten, sa forskerne, men teknikken kan nå brukes til fremtidige nøytronstjernesfusjoner oppdaget med gravitasjonsbølger.»vi tror at 15 flere slike hendelser som kan observeres både med gravitasjonsbølger og i detalj med radioteleskoper, kan være i stand til å løse problemet,» sa Kenta Hotokezaka, Fra Princeton University. «Dette ville være et viktig fremskritt i vår forståelse av Et Av De viktigste aspektene Av Universet,» la han til.Det internasjonale vitenskapelige teamet ledet Av Hotokezaka rapporterer sine resultater I tidsskriftet Nature Astronomy.Referanse: «En Hubble konstant måling fra superluminal bevegelse av jet i GW170817» Av K. Hotokezaka, E. Nakar, O. Gottlieb, S. Nissanke, K. Masuda, G. Hallinan, Kp Mooley og At Deller, 8 juli 2019, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038 / s41550-019-0820-1 National Radio Astronomy Observatory Er et anlegg av National Science Foundation, operert under samarbeidsavtale Av Associated Universities, Inc.