انرژی تاریک احتمالا با گذشت زمان تغییر می‌کند

پژوهش تازه‌ای که با بهره از داده‌های رصدخانه‌ی پرتو X چاندرای ناسا و رصدخانه‌ی ایکس‌ام‌ام-نیوتن سازمان فضایی اروپا انجام شده نشان می‌دهد که انرژی تاریک احتمالا در درازنای تاریخ کیهان تغییر کرده است*. تصویرِ برداشت هنری که اینجا می‌بینید به شما کمک می‌کند تا روش دانشمندان در این بررسی را بهتر درک کنید. آنها در این روش، با اندازه‌گیری فاصله‌ی اختروش‌های دوردست، اثرهای انرژی تاریک در گذر زمان را تا زمانی حدود یک میلیارد سال پس از مهبانگ دنبال کردند. اختروش‌ها ابرسیاهچاله‌هایی با رشد سریعند که درخششی بی‌اندازه دارند.

این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر (۸.۷ مگ)

انرژی تاریک که حدود ۲۰ سال پیش، با اندازه‌گیری فاصله‌ی [رده‌ای از] ابرنواخترها یافته شد، گونه‌ای نیرو، یا انرژی است که در سرتاسر فضا نفوذ دارد و باعث شتابدار شدن نرخ گسترش (انبساط) کیهان شده است. دانشمندان در این روش، تاثیر انرژی تاریک را تا زمانی حدود ۹ میلیارد سال پیش ردیابی کردند.

این آخرین یافته‌ها به کمک ترفندی تازه برای اندازه‌گیری فاصله‌های کیهانی به انجام شده. دانشمندان این ترفند تازه را برای تعیین فاصله‌ی ۱۵۹۸ اختروش به کار بردند، و از این راه توانستند اثرهای انرژی تاریک را از روزگار آغازین کیهان تا به امروز بسنجند. تصویر چاندرا از دو تا از دورترین اختروش‌هایی که در این پژوهش بررسی شده را در پیوستِ این تصویر می‌بینید.

در این ترفند تازه از داده‌های فرابنفش و پرتو ایکس برای برآورد فاصله‌ی اختروش‌ها بهره گرفته می‌شود. در اختروش‌ها، قرص برافزایشی پیرامون ابرسیاهچاله‌ی مرکز یک کهکشان نور فرابنفش تولید می‌کند (اینجا رنگ آبی نمایانده شده). بخشی از این فوتون‌های فرابنفش به با الکترون‌های درون ابری از گازهای داغ (رنگ زرد) که بالا و پایینِ قرص برافزایشی هستند برخورد می‌کند، و این برخورد می‌تواند انرژی پرتوی فرابنفش را بالا برده و به انرژی پرتوهای ایکس برساند. این برهم‌کنش باعث یک پیوند و هم‌بستگی میان میزان پرتوهای فرابنفش و ایکس می‌شود. این پیوند به درخشندگی اختروش، یعنی به میزان تابشی که می‌گسیلد بستگی دارد.

با بهره از این ترفند، اختروش‌ها تبدیل به شمع‌های استاندارد می‌شوند، چیزی که در این برداشت هنری هم نشان داده شده. با دانستن میزان درخشندگی، فاصله‌ی اختروش را می‌توان از روی میزان تابش آن محاسبه کرد.

پژوهشگران داده‌های فرابنفش برای ۱۵۹۸ اختروش را گرد آوردند تا به پیوندی (رابطه‌ای) میان شارهای فرابنفش و پرتو ایکس، و به فاصله‌ی زمین تا آن اختروش‌ها برسند. آنها با بهره از این اطلاعات نرخ گسترش کیهان را تا روزگاران بسیار آغازین بررسی کردند، و به شواهدی دست یافتند که نشان می‌داد میزان انرژی تاریک دارد با گذشت زمان افزایش می‌یابد.

از آنجایی که این روش تازه‌ای است، پژوهشگران برای نشان دادن کارایی و اعتمادپذیر بودن نتایج آن گام‌های دیگری هم برداشتند. آنها نشان دادند که نتایج این ترفند با نتایجِ مربوط به ابرنواخترهای ۹ میلیارد سالِ گذشته همخوانی دارد، و این همخوانی به آنها اطمینان داد که نتایجشان برای زمان‌های دورتر از ۹ میلیارد سال هم کارایی دارد و می‌توان به آنها اعتماد کرد. آنها همچنین تلاش کردند تا برای به کمینه رساندن خطاهای آماری و دوری از خطاهای روش‌مندی (سیستماتیکی) که می‌توانند بستگی به فاصله‌ی زمین تا جرم داشته باشند، اختروش‌هایی که برای برسی به کار بردند را بسیار با دقت برگزنند.

گزارش این پژوهش از سوی گویدو ریزالیتی از دانشگاه فلورانس ایتالیا و الیزابت لوسو از دانشگاه دورام بریتانیا در شماره‌ی ۲۸ ژانویه‌ی ۲۰۱۹ نشریه‌ی نیچر آسترونومی منتشر شده و نگارش برخط آن هم در دسترس است.

--------------------------------------------
این موضوع در گذشته هم مطرح شده بود. اینجا خواندید: 
* آیا انرژی تاریک با گذشت زمان تغییری می‌کند؟

--------------------------------------------

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه نامه:

NASA- Chandra X-ray Observatory - ESA - XMM-Newton - dark energy - Big Bang - quasar - black hole - star - supernova - ultraviolet - UV - X-ray - galaxy - photon - electron - X-ray - luminosity - expansion rate - Earth - Nature Astronomy - Guido Risaliti - University of Florence - Italy - Elisabeta Lusso - Durham University - United Kingdom

منبع: nasa

ترجمه: یک ستاره در هفت آسمان