Космический прорыв: Новая методика обещает разрешить загадку расширения Вселенной
Впервые в истории международная группа исследователей под руководством Шанхайской астрономической обсерватории (SHAO) продемонстрировала, что применение пиксельного моделирования гравитационного линзирования на скоплениях галактик может кардинально повысить точность определения постоянной Хаббла (H0) — ключевого параметра, описывающего скорость расширения Вселенной.
Это открытие, опубликованное в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, задает новое техническое направление для точного определения космической шкалы расстояний с помощью сверхновых, усиленных гравитационными линзами.
Постоянная Хаббла является краеугольным камнем современной космологии, однако между измерениями, полученными из ранней (например, реликтовое излучение) и поздней (сверхновые типа Ia) Вселенной, сохраняется расхождение в более чем 5σ, известное как «Напряженность H0». Разрешение этого противоречия требует принципиально новых и высокоточных методов измерений.
Сверхновые, искривляемые гравитацией скоплений галактик, позволяют напрямую измерить космические расстояния через временные задержки между их множественными изображениями. Этот метод, не зависящий от «космической лестницы расстояний», теоретически способен обеспечить исключительную точность. Однако на практике его прецизионность ограничивается неточностью моделей распределения массы в линзирующем скоплении.
Основываясь на предыдущих работах в рамках проекта CURLING, ученые разработали пиксельный метод моделирования сильного линзирования. Протестировав его на системе, аналогичной сверхновой «Requiem» в скоплении галактик MACS J0138.0-2155, они сравнили новый подход с традиционным.
Результаты оказались впечатляющими: пиксельное моделирование сократило погрешность определения H0 до ±0,8 км/с/Мпк, что более чем в десять раз превосходит точность предыдущих методов. Это доказывает, что использование полной информации о поверхностной яркости линзированных дуг, а не только положений изображений, позволяет радикально уменьшить систематические ошибки. Таким образом, сверхновые с сильным линзированием превращаются в потенциально сверхточный космологический инструмент.
Ученые также смоделировали будущие наблюдения с помощью новых телескопов. В рамках обзора LSST обсерватории Веры Рубин, измерения временных задержек смогут достигать точности около 1,5%. А китайский космический телескоп CSST-MCI сможет улучшить этот показатель еще больше. В комбинации с пиксельным моделированием, наблюдения на CSST-MCI позволят определить значение постоянной Хаббла с невероятной точностью — в пределах 0,1 км/с/Мпк.
Эти результаты ясно указывают, что именно неопределенность модели линзы является главным ограничением сегодня. Синергия высокого разрешения новых телескопов и передовых методов моделирования открывает путь к измерению H0 с точностью до процента в ближайшем будущем.
«Пиксельное моделирование позволяет использовать всю информацию, закодированную в линзированных дугах, а не только положения множественных изображений. Это ключевой шаг на пути к прецизионной космологии со скоплениями галактик в качестве линз», — прокомментировал ведущий автор исследования доктор Се Юйшань.
«С запуском JWST, Euclid и предстоящим вводом в строй Китайского космического телескопа мы вступаем в золотую эру исследований сильного линзирования. Наша работа демонстрирует колоссальный потенциал этого метода для достижения рекордной точности в космологических измерениях, как только будут обнаружены новые линзированные сверхновые», — добавил профессор Шань Хуаньюань, соответствующий автор исследования.
Ожидается, что в ближайшие годы, с ростом количества обнаруживаемых линзированных сверхновых, данный подход позволит не только уточнить постоянную Хаббла, но и пролить свет на природу темной энергии и другие фундаментальные тайны мироздания.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
