借类星体“标准烛光”研究宇宙膨胀 新方法发现暗能量或随时间而增加

2019-01-31 09:41:37 来源: 科技日报 作者: 刘霞

图片来源:NASA官网

科技日报北京1月30日电 (记者刘霞)据美国国家航空航天局(NASA)网站29日报道,科学家以类星体做“标准烛光”,分析了NASA的钱德拉X射线天文台和欧洲航天局的牛顿卫星(XMM-Newton)提供的数据,得出结论称,暗能量或会随着宇宙时间的流逝而变化。

约20年前,科学家通过测量地球到超新星的距离,首次发现了暗能量。他们认为,暗能量是一种渗透于所有空间的力或能量,导致宇宙加速膨胀。利用这一原理,科学家追踪了过去90亿年来暗能量的影响。

在最新研究中,来自意大利和英国的科研人员开发出一种新方法,使用紫外线(UV)和X射线数据,测量了地球与1598颗类星体之间的距离,从而测量出从宇宙大爆炸后10亿年到现在,暗能量所产生的影响,发现暗能量会随着时间的流逝而变化。

类星体是一种快速增长的黑洞,会发出非常明亮的光。位于星系中央的超大质量黑洞周围的吸积盘会产生紫外线,一些紫外光子会与吸积盘上方和下方的热气体云中的电子发生碰撞,使紫外线的能级提升到X射线能级。这种相互作用导致观察到的紫外线和X射线辐射量之间存在相关性。而这种相关性取决于类星体的光度——它产生的辐射的数量。

使用这种方法,类星体便成为“标准烛光”。一旦知道类星体的光度,就可以从观察到的辐射量计算地球到这颗类星体的距离。

研究人员据此编制了1598颗类星体发出的紫外线数据,得出了紫外线和X射线通量之间的关系,以及地球与这些类星体的距离。然后,他们利用这些信息来研究宇宙在极早期时的膨胀率,并发现了暗能量的数量随时间而增加的证据。

研究人员还证明,新技术提供的结果与超新星测量提供的过去90亿年的结果相匹配,这使他们确信,在宇宙更早期,他们的结果也是可靠的。此外,他们对类星体的选择也非常谨慎,以最大限度地减少统计和系统误差。

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责任编辑: 夏青
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