Επιστημονικά Νέα Μαΐου (2023)

Νέα μέθοδος μέτρησης της σταθεράς Hubble παίρνει θέση στη διαμάχη των κοσμολόγων

Ο χωρός της κοσμολογίας βρίσκεται σε κρίση λόγω της σταθεράς Hubble, η οποία αντιπροσωπεύει τον ρυθμό διαστολής του σύμπαντος. Οι μεθόδοι υπολογισμού της σταθεράς Hubble χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: αυτές που χρησιμοποιούν παρατηρήσεις από το μακρινό-νεαρό σύμπαν και αυτές που χρησιμοποιούν παρατηρήσεις από το γειτονικό-συγχρόνως σύμπαν. Οι μετρήσεις του νεαρού σύμπαντος δίνουν την τιμή Hubble 67.4 ± 0.4 Km/s/Mpc, ενώ οι μετρήσεις του σύγχρονου σύμπαντος την δίνουν 73.2 ± 1.3 Km/s/Mpc.

Πρόσφατα, μια νέα μέθοδος υπολογισμού της σταθεράς Hubble προστέθηκε, που βασίζεται στην παρατήρηση του φωτός υπερκαινοφανούς αστέρα μέσω ενός βαρυτικού φακού. Οι νέες μετρήσεις έδειξαν τιμές που ποικίλουν από 64.8 km/s/Mpc έως 66.6 km/s/Mpc. Στο μέλλον το JWST αναμένεται να βοηθήσει στην μεγαλύτερη ακρίβεια των μετρήσεων.

Για περισσότερα πάνω στο θέμα πατήστε εδώ

References:

1. P. L. Kelly et al., “Constraints on the Hubble constant from Supernova Refsdal’s reappearance,” Science (2023).
2. P. L. Kelly et al., “Multiple images of a highly magnified supernova formed by an early-type cluster galaxy lens,” Science 347, 1123 (2015).

Λύθηκε το «τεράστιο» πρόβλημα των 6 γαλαξίων του James Webb!

Ο Ivo Labbé και οι συνεργάτες του πρόσφατα δημοσίευσαν ένα επιστημονικό άρθρο βασισμένο σε φωτογραφίες από το James Webb Space Telescope (JWST) στο οποίο ανάφεραν την εύρεση έξι μακρινών γαλαξιών που φαίνεται να είναι πολύ μεγαλύτεροι από ό,τι προβλέπει το καθιερωμένο κοσμολογικό πρότυπο (ΛCDM). 

Πρόσφατα, όμως ο Steinhardt και οι συνεργάτες του έβαλαν τέλος στην ιστορία αυτήν υπογραμμίζοντας ότι το πρόβλημα έγκειται στα σύγχρονα μοντέλα των γαλαξιών και πιο συγκεκριμένα στην υπόθεση της καθολικής συνάρτησης αρχικής μάζας (initial mass function ή αλλιώς IMF) των μοντέλων αυτών. Η IMF αποτελεί μια συνάρτηση που μας δίνει την πιθανότητα σχηματισμού ενός άστρου δεδομένης μάζας στο εσωτερικό ενός γαλαξία, κάτι που επηρεάζει άμεσα τους υπολογισμούς που κάνουμε για την εύρεση της μάζα ενός παρατηρούμενου γαλαξία.

Λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι στο πρώιμο σύμπαν τα αέρια υδρογόνου ήταν πιο ζεστά σε σύγκριση με το μεταγενέστερο σύμπαν, η ομάδα του Steinhardt χρησιμοποίησε μια προσαρμοσμένη στις συνθήκες IMF αντί της καθολικής IMF που χρησιμοποίησε η ομάδα του Ivo Labbé. Έτσι κατέληξαν σε αποτελέσματα που είναι συμβατά με το καθιερωμένο κοσμολογικό μοντέλο ΛCDM.

Για περισσότερα πάνω στο θέμα πατήστε εδώ

References: 

[1] Labbé et al. (2023; 6 massive galaxies in JWST data) - https://arxiv.org/pdf/2207.12446.pdf

[2] Boylan-Kolchin (2023; massive galaxies tension with λ CDM) - https://arxiv.org/pdf/2208.01611.pdf

[3] Steinhardt et al. (2023; new IMF for early universe) - https://arxiv.org/pdf/2208.07879.pdf

Το Webb χαρτογραφεί ένα εκπληκτικά μεγάλο πίδακα από το Εγκέλαδο του Κρόνου

Ένα νέφος υδρατμών από το φεγγάρι του Κρόνου, ονόματι Εγκέλαδος, που εκτείνεται σε απόσταση μεγαλύτερη από 9600 χιλιόμετρα, ανιχνεύθηκε από ερευνητές χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA/ESA/CSA. Αυτή είναι η πρώτη φορά που παρατηρείται μια τέτοια εκτόξευση νερού σε τόσο μεγάλη απόσταση. Ως εκ τούτου το Webb δίνει στους επιστήμονες μια άμεση ματιά στο πώς ο Εγκέλαδος τροφοδοτεί με νερό ολόκληρο το σύστημα του Κρόνου.

References: https://esawebb.org/news/weic2314/?lang

Ανίχνευση σκοτεινών φωτονίων με ραδιοτηλεσκόπια

Τα τελευταία χρόνια, οι φυσικοί έχουν ενδιαφερθεί για την ιδέα της υπερελαφριάς σκοτεινής ύλης, η οποία υποθέτει ότι η σκοτεινή ύλη αποτελείται από εξαιρετικά χαμηλής μάζας μποζόνια. Ένας τέτοιος υποψήφιος είναι το θεωρητικό "σκοτεινό φωτόνιο", το οποίο προβλέπεται ότι αλληλεπιδρά αδύναμα με την ύλη. Ο Haipeng An του Πανεπιστημίου Tsinghua στην Κίνα και οι συνεργάτες του προτείνουν ότι μπορεί να είναι δυνατόν να ανιχνευθούν τα σκοτεινά φωτόνια μέσω των αλληλεπιδράσεών τους με ελεύθερα ηλεκτρόνια σε ραδιοτηλεσκόπια. Χρησιμοποιώντας δεδομένα από το Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope (FAST) στην Κίνα, ο An και οι συνεργάτες του έθεσαν ένα ανώτατο όριο για την πιθανότητα αυτών των αλληλεπιδράσεων. Επόμενος στόχος της ομάδας είναι η ανάλυση δεδομένων από διαστημικά ραδιοτηλεσκόπια, τα οποία είναι ευαίσθητα στα σήματα που προκαλούνται από τα σκοτεινά φωτόνια σε συχνότητες χαμηλότερες από αυτές που είναι προσβάσιμες στα επίγεια ραδιοτηλεσκόπια.

References: H. An et al., “Direct detection of dark photon dark matter using radio telescopes,” Phys. Rev. Lett. 130, 181001 (2023).

Mωσαϊκό νέων ηλιακών εικόνων

Δείτε επίσης ένα μωσαϊκό νέων ηλιακών εικόνων που παρήχθησαν από το Ηλιακό Τηλεσκόπιο Inouye. Οι εικόνες περιλαμβάνουν ηλιακές κηλίδες και χαρακτηριστικά ηρεμίας του ηλίου μας.

link: https://nso.edu/press-release/new-images-released-by-nsfs-inouye-solar-telescope/