Kozmológiai Nobel-díj – magyar vonatkozások I.

813

A díjazott tudósok szupernóvákon végzett észlelésekkel bizonyították, hogy az Univerzum gyorsulva tágul, az azóta sötét energiának nevezett összetevő miatt. A Világegyetem tágulási rátájának méréséhez távoli objektumokat kell megfigyelni és két dolgot kell meghatározni: az objektumok látszólagos sebességét és távolságát. Egyenletes tágulás esetében a két mennyiség között egyszerű arányosság áll fenn, míg gyorsulva, ill. lassulva táguló Univerzum esetében ettől eltérés figyelhető meg. A tágulás méréséhez azért ideálisak az Ia típusú szupernóvák, mert abszolút fényességük jól ismert, s így, látszó fényességükből, a fényintenzitás csökkenésének törvényét ismerve, könnyen kiszámolható távolságuk. A másik változó, amire még szükség van, a látszólagos sebesség, amit a csillagászok a színképvonalak  eltolódásával, az ún. vöröseltolódás meghatározásával kapnak meg. Gyorsuló tágulás esetében a közeli szupernóvák valamivel halványabbnak mutatkoznak, mint az egyenletesen táguló Univerzumban. A kutatók ki is tudták ezt mutatni, de az eredményeket sokan vitatták, mert nehéz volt annak lehetőségét kizárni, hogy a halványodást valami más effektus, pl. galaxisközi por okozza. Nagyobb vöröseltolódásokon viszont a sötét energiát tartalmazó modell, az egyenletesen táguló Univerzumhoz képest fényesebb szupernóvákat jósol, ezt nem okozhatja por, így ilyen szupernóva észlelése perdöntő fontosságú volt. Nem volt könnyű ilyet találni, hiszen az ilyen nagy távolságban lévő szupernóvák már rendkívül halványak.

Végül Adam Riess-nek és kutatótársainak a Hubble Űrtávcső felvételeiben sikerült rábukkanni az azóta SN1997ff nevet viselő szupernóvára. Kis fényessége miatt a színkép észlelése eleve nehézségekbe ütközött, ráadásul távolsága az ún. „spektroszkópiai sivatag” tartományába esett, ahol karakterisztikus színképvonalak híján szinte reménytelen vöröseltolódást  meghatározni. Itt jutunk el a magyar kutatók szerepéhez. Budavári Tamás, akkor az ELTE doktori hallgatója, témavezetőjével, Csabai Istvánnal, és a Johns Hopkins Egyetemen dolgozó Szalay Sándor professzorral pont olyan módszeren dolgoztak, amely lehetővé teszi halvány objektumok vöröseltolódásának meghatározását fotometria alapján. Budavári Tamás akkoriban egy tanulmányúton volt a Johns Hopkins Egyetemen, így a szintén ott tartózkodó Adam Riess őt kérte fel, hogy határozza meg az SN1997ff gazda-galaxisának vöröseltolódását az általuk fejlesztett módszerrel.   A vöröseltolódásra z=1,7, egy minden addiginál nagyobb érték adódott, a szupernóva fényessége pedig a sötét energia modell jóslatának felelt meg. Így az addigi kételyeket eloszlatva, a sötét energia léte beigazolódott.

Büszkék vagyunk rá, hogy a neves elismerést megalapozó munkához magyar kutatók is hozzájárulhattak.

Az [1] cikkből kölcsönvett ábra a szupernóvák halványodását mutatja a vöröseltolódás függvényében. (A függőleges tengelyen nagyobb érték, halványabb szupernóvát jelent!)  A kisebb vöröseltolódásokon (z<1) mért szupernóvák (kis körök) halványabbak, mint a vízszintes szaggatott vonallal jelzett Univerzum modell jósolná. Az eltérést egyformán magyarázhatja intergalaktikus „szürke por” (grey dust) jelenléte vagy a sötét energia általi gyorsulás. Az Adam Riess és kutatótársai által felfedezett, minden addiginál távolibb SN1997ff szupernóva (színezett tartomány) azonban perdöntőnek bizonyult a „szürke por” kizárásával.

A gyorsulva táguló Univerzumot alátámasztó fenn idézett cikk:
[1] Riess, Adam G.; Nugent, Peter E.; Gilliland, Ronald L.; Schmidt, Brian P.; Tonry, John; Dickinson, Mark; Thompson, Rodger I.; Budavári, Tamás; Casertano, Stefano; Evans, Aaron S.; Filippenko, Alexei V.; Livio, Mario; Sanders, David B.; Shapley, Alice E.; Spinrad, Hyron; Steidel, Charles C.; Stern, Daniel; Surace, Jason; Veilleux, Sylvain: The Astrophysical Journal, Volume 560, Issue 1, pp. 49-71, 2001
http://adsabs.harvard.edu/abs/2001ApJ…560…49R

Hozzászólás

hozzászólás