このグラフは、科学者が宇宙のサイズ、年齢、および膨張率を計算するために使用する、セファイドの周期と光度の関係を示しています。クレジット：NASA / JPL-Caltech / Carnegie
私たちの宇宙はどれくらいの速さで膨張していますか？何十年にもわたって、さまざまな推定値が使用され、これらの近似について激しい議論が交わされてきましたが、現在、スピッツァー宇宙望遠鏡からのデータは、ハッブル定数、つまり宇宙が広がっている速度の最も正確な測定を提供しています。結果？宇宙は以前考えられていたよりも少し速く大きくなっています。
ハッブル定数の新たに調整された値は、メガパーセクあたり74.3プラスまたはマイナス2.1キロメートル/秒です。
最も以前の推定は、ハッブル宇宙望遠鏡による調査であり、メガパーセクあたり毎秒74.2プラスまたはマイナス3.6キロメートルでした。メガパーセクはおよそ300万光年です。
新しい測定を行うために、スピッツァーの科学者は、長波長の赤外光でそれらを観察できることを利用して、セファイド変光星と呼ばれる脈動する星を見ました。さらに、調査結果は、NASAの暗黒エネルギーに関するウィルキンソンマイクロ波異方性プローブ（WMAP）から以前に公開されたデータと組み合わされました。科学者によると、この新たな決定により、不確実性が3％まで下がり、宇宙測定の精度が飛躍的に向上しました。
WMAPは暗黒エネルギーの独立した測定値を取得しました。これは、重力との戦いに勝利して宇宙の構造を引き離していると考えられています。この加速に基づく研究は、2011年のノーベル物理学賞を研究者にもたらしました。
ハッブル定数は、天文学者のエドウィンP.ハッブルにちなんで名付けられました。エドウィンP.ハッブルは、私たちの宇宙が137億年前に爆発して以来拡大していることを確認して、1920年代に世界を驚かせました。 1990年代後半に、天文学者は拡大が加速している、または時間とともに加速していることを発見しました。膨張率を決定することは、宇宙の年齢とサイズを理解するために重要です。
「これは大きなパズルです」と、新しい研究の筆頭著者であるパサデナのカーネギー科学研究所の天文台のウェンディ・フリードマンは言った。 「私たちがスピッツァーを使用して宇宙論の根本的な問題に取り組むことができたことはエキサイティングです。宇宙が現在拡大している正確な速度、および別の角度から宇宙の暗黒エネルギーの量を測定できました。」フリードマンは、ハッブル定数を以前に測定していた画期的なハッブル宇宙望遠鏡の研究を主導しました。
ワシントンのNASA本部にあるスピッツァープログラムの科学者であるグレンウォールグレンは、セファイドのより良い見方により、スピッツァーはハッブル定数の過去の測定値を改善できるようになったと述べました。
「これらの脈動する星は、天文学者が宇宙距離ラダーと呼ぶものにおいて重要なラングです。物体が私たちから遠ざかる速度と組み合わせると、宇宙の膨張率を明らかにする、既知の距離を持つ物体のセットです」ウォルグレン。
セファイドは、地球からの距離を容易に測定できるため、計算に不可欠です。 1908年に、ヘンリエッタリービットは、これらの星が固有の明るさに直接関係する速度で脈動していることを発見しました。
これが重要である理由を視覚化するために、ろうそくを運んでいる間誰かがあなたから離れて歩いているところを想像してください。ろうそくが遠くに移動するほど、暗くなります。その見かけの明るさは距離を明らかにします。同じ原則が、宇宙の標準的なキャンドルであるセファイドにも当てはまります。空に現れる明るさを測定し、これを既知の明るさと比較して、近くにいるかのように、天文学者は地球からの距離を計算できます。
スピッツァー氏は、私たちのいる天の川銀河で10個のセファイドを観測し、大マゼラン雲と呼ばれる近隣の銀河で80個のセファイドを観測しました。宇宙の塵が視界を遮ることなく、Spitzerの研究チームは、星の見かけの明るさ、つまり距離をより正確に測定することができました。これらのデータは、宇宙の膨張率の新しく改善された推定への道を開きました。
「ちょうど10年以上前には、「正確さ」と「宇宙論」という言葉を同じ文章で使用することは不可能であり、宇宙のサイズと年齢は2倍よりも優れていることは知られていませんでした。 「ここでは数パーセントの精度について話しています。それはかなり並外れたものです。」
NASAのジェット推進研究所のプロジェクトサイエンティスト、マイケルワーナー氏は、「スピッツァーは、設計された範囲を超えて科学を再び行っている」と語った。 Wernerは、30年以上前の初期のコンセプトフェーズからミッションに取り組んできました。 「最初に、スピッツァーは太陽系外惑星の大気を研究するその先駆的な能力で私たちを驚かせました」とヴェルナーは言いました、そして「ミッションの晩年には、それは貴重な宇宙論ツールになりました。」
この研究はAstrophysical Journalに掲載されています。
arXivに関する論文：ハッブル定数の中赤外線キャリブレーション
出典：JPL
