画像クレジット：Chandra
暗黒エネルギー。それは存在し、その特性は何ですか？ NASAのチャンドラX線天文台からの銀河団画像を使用して、天文学者は暗黒エネルギーを検出および調査するための強力で新しい方法を適用しました。結果は、暗黒エネルギーの性質と宇宙の運命についての興味深い手がかりを提供します。マーシャルセンターはチャンドラプログラムを管理しています。
写真：銀河団アベル2029の合成画像（光学：NOAO /キットピーク/ J。ウソン、D。デール、X線：NASA / CXC / IoA / S。アレン他）
天文学者は、NASAのチャンドラX線天文台によって作成された銀河団の画像を使用する強力で新しい方法を適用することにより、暗黒エネルギーを検出および調査しました。その結果は、数十億年前の宇宙の膨張の減速から加速への移行の推移を追跡し、暗黒エネルギーの性質と宇宙の運命について興味深い手がかりを与えています。
「ダークエネルギーはおそらく物理学における最大の謎です」と、イギリスのケンブリッジ大学の天文学研究所（IoA）のスティーブアレン氏および研究のリーダーは述べました。 「そのため、その存在と特性を独立してテストすることは非常に重要です。」
アレンと彼の同僚はチャンドラを使用して、10億から80億年の光の移動時間に対応する距離で26の銀河団を研究しました。これらのデータは、宇宙が元の膨張から減速したときから、暗黒エネルギーの反発効果のために再び加速するまでの時間に及びます。
「これらの銀河団までの距離を測定することで、宇宙の拡大が加速していることを直接見ています」と、この研究の共著者であるIoAのAndy Fabianは述べました。新しいチャンドラの結果は、暗黒エネルギー密度が時間とともに急速に変化せず、一定である可能性があることを示唆しています。これは、アルバートアインシュタインによって最初に導入された「宇宙定数」概念と一致しています。もしそうなら、宇宙は永遠に拡大し続けると予想されるので、何十億年もの間、既知の銀河のごく一部しか観測できなくなります。
暗黒エネルギー密度が一定であれば、宇宙へのより劇的な運命は避けられます。これらには、銀河、星、惑星、そして最終的には原子が最終的に引き裂かれるまで暗黒エネルギーが増加する「ビッグリップ」が含まれます。宇宙が最終的に崩壊する「ビッグクランチ」も除外されます。
チャンドラの暗黒エネルギーの探査は、銀河団の高温ガスを検出および研究するX線観測の独自の能力に依存しています。これらのデータから、クラスター内の高温ガスの質量と暗黒物質の質量の比率を決定できます。観測されたガス比率の値は、クラスターまでの想定距離に依存し、クラスターの距離は、空間の曲率と宇宙の暗黒エネルギーの量に依存します。
銀河団は非常に大きいので、宇宙の物質の内容の公正なサンプルを表すと考えられています。その場合、高温ガスと暗黒物質の相対量は、すべてのクラスターで同じでなければなりません。この仮定を使用して、アレンと同僚は距離尺度を調整して、どれがデータに最も適合するかを決定しました。これらの距離は、宇宙の膨張が最初に減速し、その後約60億年前に加速し始めたことを示しています。
チャンドラの観測は、宇宙の加速に対する暗黒エネルギーの影響を最初に示したハッブル宇宙望遠鏡（HST）からの結果を含む超新星の結果と一致しています。チャンドラの結果は、超新星技術から完全に独立しています–波長と観測されたオブジェクトの両方。このような独立した検証は、科学の基礎です。この場合、超新星技術に欠陥があるという残りの疑問を払拭するのに役立ちます。
「私たちのチャンドラ法は他の手法とは何の関係もないため、いわばノートを比較するものではありません」と、この研究の共著者であるドイツのポツダム大学のロバートシュミットは述べています。
X線の結果と宇宙マイクロ波背景放射の観測を使用して暗黒エネルギーの証拠を発見したNASAのウィルキンソンマイクロ波異方性プローブ（WMAP）のデータを組み合わせることにより、暗黒エネルギーの量と時間による変化のより良い制限が得られます非常に初期の宇宙で。組み合わせたデータを使用して、アレンと彼の同僚は、暗黒エネルギーが宇宙の約75％、暗黒物質が約21％、そして可視物質が約4％を構成していることを発見しました。
アレンと彼の同僚は、測定の不確実性は、データが一定の値を持つ暗黒エネルギーと一致するようなものであることを強調しています。しかしながら、現在のチャンドラのデータは、暗黒エネルギー密度が時間とともに増加している可能性を考慮に入れています。チャンドラ、HST、WMAP、および将来のミッションであるConstellation-Xを使用したより詳細な研究は、暗黒エネルギーに対してより正確な制約を提供するはずです。
シカゴ大学の独立評論家のマイケルターナー氏は、「宇宙の加速と暗黒エネルギーの性質をよりよく理解するまで、宇宙の運命を理解することは望めない」と語った。
研究を行っているチームには、ハワイ大学のハラルドエベリング氏とハーバードスミソニアン天体物理学センターの故レオンファンスペイブローク氏も含まれていました。これらの結果は、Royal Astronomy Societyの毎月の通知の次号に掲載されます。
NASAのマーシャル宇宙飛行センター（アラバマ州ハンツビル）は、NASAのワシントン宇宙科学局のチャンドラプログラムを管理しています。カリフォルニア州レドンドビーチのノースロップグラマン（以前はTRW、Inc.）がこの天文台の開発請負業者でした。スミソニアン天体物理天文台は、マサチューセッツ州ケンブリッジにあるチャンドラX線センターからの科学および飛行業務を管理しています。
追加情報と画像は次の場所にあります。
http://chandra.harvard.edu/
そして
http://chandra.nasa.gov/
元のソース：NASAニュースリリース
