Учёные из Ланкастерского университета в составе международной команды Zwicky Transient Facility (ZTF) представили уникальный набор данных о сверхновых звёздах типа Ia, который может изменить понимание расширения Вселенной. Этот масштабный проект использует новую камеру, установленную на телескопе Сэмюэля Ошина в Паломарской обсерватории в Калифорнии.

Сверхновые типа Ia – это взрывы белых карликов на финальной стадии их жизни. Космологи используют их для измерения расстояний, сравнивая их яркость: чем дальше объект, тем более тусклым он кажется.

Доктор Мэтью Смит, соруководитель проекта ZTF SN Ia DR2, отметил: «Этот набор данных открывает новую эру в космологии сверхновых. Он позволит сделать новые открытия как в области расширения Вселенной, так и в фундаментальной физике сверхновых».

Впервые астрофизики получили доступ к столь обширному и однородному набору данных. Сверхновые типа Ia – редкое явление, происходящее примерно раз в тысячу лет в типичной галактике. Однако благодаря глубине и стратегии обзора ZTF, исследователи могут обнаруживать почти четыре таких события за ночь. За два с половиной года ZTF удвоил количество доступных для космологии сверхновых типа Ia, собранных за последние 30 лет, доведя их число почти до трёх тысяч.

Доктор Микаэль Риго, руководитель рабочей группы по космологии ZTF, подчеркнул уникальность этой выборки с точки зрения размера и однородности. Он ожидает, что она окажет значительное влияние на область космологии сверхновых и приведёт ко многим дополнительным открытиям.

Камера ZTF, установленная на 48-дюймовом телескопе Шмидта в Паломарской обсерватории, ежедневно сканирует всё северное небо в трёх оптических диапазонах, достигая глубины 20,5 звёздной величины – в миллион раз слабее, чем самые тусклые звёзды, видимые невооружённым глазом. Эта чувствительность позволяет ZTF обнаруживать практически все сверхновые в пределах 1,5 миллиардов световых лет от Земли.

Профессор Кейт Магуайр из Тринити-колледжа в Дублине отметила, что благодаря уникальной способности ZTF быстро и глубоко сканировать небо, удалось зафиксировать множество сверхновых в течение дней или даже часов после взрыва, что даёт новые ограничения на то, как белые карлики заканчивают свой жизненный цикл.

Ускорение расширения Вселенной, за открытие которого в 2011 году была присуждена Нобелевская премия, было обнаружено в конце 90-х годов с использованием примерно сотни таких сверхновых. С тех пор космологи исследуют причину этого ускорения, вызванного тёмной энергией, которая играет роль «антигравитационной силы» во Вселенной.

Профессор Ариэль Губар, директор Центра Оскара Кляйна в Стокгольме и член команды, открывшей ускоренное расширение Вселенной в 1998 году, подчеркнул, что конечная цель – ответить на один из самых важных вопросов в фундаментальной физике и космологии: из чего состоит большая часть Вселенной?

Одним из ключевых результатов этих исследований является то, что сверхновые типа Ia изменяются в зависимости от их окружения сильнее, чем ожидалось ранее, и механизм коррекции, предполагаемый до сих пор, должен быть пересмотрен. Это может изменить понимание истории расширения Вселенной и иметь важные последствия для текущих отклонений, наблюдаемых в стандартной модели космологии.

Доктор Риго заключил, что этот большой и однородный набор данных позволяет исследовать сверхновые типа Ia с беспрецедентным уровнем точности. Это важный шаг к совершенствованию использования сверхновых типа Ia в космологии и оценке того, связаны ли текущие отклонения в космологии с новой фундаментальной физикой или неизвестными проблемами в способе определения расстояний.