Grafik ini menggambarkan hubungan Cepheid-luminosity period, yang digunakan para saintis untuk mengira ukuran, usia dan kadar pengembangan Alam Semesta. Kredit: NASA / JPL-Caltech / Carnegie
Sejauh mana Semesta kita berkembang? Selama beberapa dekad, terdapat anggaran yang berbeza digunakan dan diperdebatkan perdebatan mengenai perkiraan tersebut, tetapi sekarang data dari Spitzer Space Telescope telah memberikan pengukuran yang paling tepat dari pemalar Hubble, atau kadar di mana alam semesta kita terbentang. Keputusan? Alam Semesta semakin besar sedikit lebih cepat daripada yang difikirkan sebelumnya.
Nilai yang baru disempurnakan untuk pemalar Hubble adalah 74.3 plus atau minus 2.1 kilometer sesaat per megaparsec.
Anggaran paling terdahulu berasal dari kajian dari Teleskop Angkasa Hubble, pada 74.2 plus atau minus 3.6 kilometer sesaat per megaparsec. Megaparsec kira-kira 3 juta tahun cahaya.
Untuk membuat pengukuran baru, saintis Spitzer melihat bintang berdenyut yang disebut bintang berubah-ubah cephied, memanfaatkannya dapat memerhatikannya dalam cahaya inframerah panjang gelombang panjang. Sebagai tambahan, penemuan ini digabungkan dengan data yang diterbitkan sebelumnya dari Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) NASA mengenai tenaga gelap. Penentuan baru menurunkan ketidakpastian hingga 3 persen, lompatan tepat dalam pengukuran kosmologi, kata para saintis.
WMAP memperoleh pengukuran bebas dari tenaga gelap, yang dianggap memenangkan pertempuran melawan graviti, menarik jurang alam semesta. Penyelidikan berdasarkan percepatan ini mengumpulkan para penyelidik Hadiah Nobel 2011 dalam bidang fizik.
Pemalar Hubble dinamai ahli astronomi Edwin P. Hubble, yang mengejutkan dunia pada tahun 1920-an dengan mengesahkan alam semesta kita telah berkembang sejak ia meletup menjadi 13.7 bilion tahun yang lalu. Pada akhir 1990-an, para astronom mendapati pengembangannya semakin cepat, atau semakin cepat dari masa ke masa. Menentukan kadar pengembangan adalah penting untuk memahami usia dan ukuran alam semesta.
"Ini adalah teka-teki besar," kata pengarang utama kajian baru itu, Wendy Freedman dari Observatori Carnegie Institution for Science di Pasadena. "Sangat menggembirakan kami dapat menggunakan Spitzer untuk mengatasi masalah mendasar dalam kosmologi: kadar tepat di mana alam semesta berkembang pada masa ini, serta mengukur jumlah tenaga gelap di alam semesta dari sudut lain." Freedman mengetuai kajian Hubble Space Telescope yang baru yang sebelumnya telah mengukur pemalar Hubble.
Glenn Wahlgren, saintis program Spitzer di Ibu Pejabat NASA di Washington, mengatakan pandangan cepheids yang lebih baik membolehkan Spitzer bertambah baik pada pengukuran pemalar Hubble yang lalu.
"Bintang berdenyut ini adalah anak tangga penting dalam apa yang disebut oleh para astronom sebagai tangga jarak kosmik: satu set objek dengan jarak yang diketahui yang, apabila digabungkan dengan kecepatan di mana objek menjauh dari kita, menunjukkan kadar pengembangan alam semesta," kata Wahlgren.
Cepheids sangat penting untuk pengiraan kerana jaraknya dari Bumi dapat diukur dengan mudah. Pada tahun 1908, Henrietta Leavitt menemui denyut bintang ini pada kadar yang berkaitan langsung dengan kecerahan intrinsik mereka.
Untuk menggambarkan mengapa ini penting, bayangkan seseorang menjauh dari anda sambil membawa lilin. Semakin jauh lilin bergerak, semakin lama semakin malap. Kecerahannya yang jelas akan menunjukkan jarak. Prinsip yang sama berlaku untuk cepheids, lilin standard di kosmos kita. Dengan mengukur seberapa terang mereka muncul di langit, dan membandingkannya dengan kecerahan yang diketahui seolah-olah mereka berada dekat, para astronom dapat mengira jarak mereka dari Bumi.
Spitzer memerhatikan 10 cepheid di galaksi Bima Sakti kita sendiri dan 80 di galaksi jiran berdekatan yang disebut Awan Magellan Besar. Tanpa debu kosmik menyekat pandangan mereka, pasukan penyelidik Spitzer dapat memperoleh ukuran yang lebih tepat mengenai kecerahan jelas bintang, dan jaraknya. Data ini membuka jalan untuk perkiraan baru dan peningkatan kadar pengembangan alam semesta kita.
"Lebih dari satu dekad yang lalu, penggunaan kata" ketepatan "dan" kosmologi "dalam kalimat yang sama tidak mungkin, dan ukuran dan usia alam semesta tidak diketahui lebih baik daripada faktor dua," kata Freedman. "Sekarang kita berbicara mengenai ketepatan beberapa persen. Ia sangat luar biasa. "
"Spitzer sekali lagi melakukan sains melebihi apa yang dirancang untuk dilakukan," kata saintis projek Michael Werner di Makmal Jet Propulsion NASA. Werner telah menjalankan misi tersebut sejak fasa konsep awal lebih dari 30 tahun yang lalu. "Pertama, Spitzer mengejutkan kami dengan kemampuan perintisnya untuk mempelajari atmosfer eksoplanet," kata Werner, "dan sekarang, pada tahun-tahun akhir misi, ia telah menjadi alat kosmologi yang berharga."
Kajian itu muncul dalam Jurnal Astrofizik.
Kertas mengenai arXiv: Penentukuran Tengah-Inframerah bagi Pemalar Hubble
Sumber: JPL
