До 2016 Лямбда-направляться дала согласие красиво с десятилетиями космологических данных. Тогда исследовательская несколько применяла Космический телескоп Хабблa, дабы сделать очень правильное измерение местного космического темпа расширения. Результатом было второе удивление: исследователи нашли, что вселенная расширялась мало стремительнее, чем Лямбда-CDM и Реликтовое излучение (CMB), радиация пережитка от Громадного взрыва, предсказанного.
Так, думается, что что-то неправильно – это несоответствие могло быть систематической неточностью, либо вероятно новой физикой?Астрофизики в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (Berkeley Lab) и Университете Тяготения и Космологии в Университете Портсмута в Англии считают, что решительно линзовый Тип суперновинки Ia есть ключом к ответу на данный вопрос. И в новой Астрофизической газете Издания, они обрисовывают, как руководить «microlensing», физический эффект, что многие ученые, которым верят, были бы главным источником неуверенности, стоящей перед этими новыми космическими изучениями.
Они кроме этого показывают, как выяснить и изучить эти редкие случаи в реальном времени.«С того времени, как следствие CMB вышел и подтвердил ускоряющуюся существование и вселенную чёрной материи, космологи пробовали сделать лучше и лучшие измерения космологических параметров, сократить значение погрешности», говорит Питер Ньюджент, астрофизик в Вычислительном Центре Космологии Berkeley Lab (C3) и соавтор на бумаге. «Значение погрешности сейчас столь мелкое, что нам нужно сообщить ‘это, и это соглашается’, так, результаты, представленные в 2016, ввели громадную напряженность в космологии. Отечественная работа воображает путь вперед для определения, реально ли текущее разногласие либо есть ли это неточностью».Лучшие маркеры расстояния пролитый более броский свет на космическую историю
Чем дальше объект находится в космосе, тем продолжительнее его свет берет, дабы достигнуть Почвы. Так, чем дальше мы наблюдаем, тем потом назад своевременно мы видим. На протяжении многих лет Тип суперновинки Ia были необыкновенными маркерами расстояния, по причине того, что они очень ярки и подобны в яркости, не имеет значение, где они сидят в космосе.
Смотря на эти объекты, ученые поняли, что чёрная энергия продвигает космическое расширение.Но в прошедшем сезоне интернациональная команда исследователей отыскала еще более надежный маркер расстояния – самый первый решительно линзовый Тип сверхновая звезда Ia.
Эти события имеют место, в то время, когда поле тяготения большого объекта – как галактика – сгибает и перефокусирует мимолетный свет от Типа событие Ia сзади него. Данный «гравитационный lensing» заставляет свет сверхновой звезды казаться более броским и время от времени в многократных расположениях, в случае если световые лучи едут разные дороги около большого объекта.Потому, что разные маршруты около большого объекта более долги, чем другие, свет от разных изображений того же самого Типа, событие Ia прибудет в различное время.
Отслеживая временную задержку между решительно линзовыми изображениями, астрофизики считают, что смогут взять весьма правильное измерение космического темпа расширения.«Решительно линзовые суперновинки намного более редки, чем простые суперновинки – они – каждое 50000-е. Не смотря на то, что это измерение было сперва предложено в 1960-х, это ни при каких обстоятельствах не делалось, по причине того, что лишь две решительно линзовых суперновинки были обнаружены сейчас, ни один из которых поддавались измерениям с временной задержкой», говорит Дэнни Голдстайн, аспирант УКА Беркли и ведущий создатель на новой Астрофизической бумаге Издания.
По окончании управления многими в вычислительном отношении интенсивными моделированиями света сверхновой звезды при Национальном энергетическом Изучении Научный Вычислительный центр (NERSC), Офис Министерства энергетики Научного Пользовательского Средства, расположенного в Berkeley Lab, Голдстайне и Ньюдженте, подозревают, что они будут в состоянии счесть примерно 1 000 из них решительно линзовым Типом суперновинки Ia в данных собранный грядущим Large Synoptic Survey Telescope (LSST) – примерно в 20 раза больше, чем прошлые ожидания. Эти результаты – основание собственной новой статьи в Астрофизическом Издании.«С тремя линзовыми квазарами – космическими маяками, происходящими от больших черных дыр в центрах галактик – сотрудники и я измерили темп расширения к точности на 3,8 процента.
Мы взяли цена выше, чем измерение CMB, но нам необходимо больше совокупностей, дабы быть вправду уверенными, что что-то неправильно со стандартной моделью космологии», говорит Томас Коллетт, астрофизик в соавторе и Университете Портсмута на новой Астрофизической бумаге Издания. «Смогут потребоваться годы, для получения измерения с временной задержкой с квазарами, но эта работа говорит о том, что мы можем сделать это для суперновинок в месяцах. Одна тысяча линзовых суперновинок разрешит нам вправду прибить космологию».
В дополнение к идентификации этих событий моделирования NERSC кроме этого помогли им доказать, что решительно линзовый Тип суперновинки Ia возможно весьма правильными космологическими изучениями.«В то время, когда космологи пробуют измерить временные задержки, неприятность, с которой они довольно часто сталкиваются, пребывает в том, что отдельные звезды в lensing галактике смогут исказить кривые блеска разных изображений события, делая его тяжелее, дабы подойти их», говорит Голдстайн. «Данный эффект, известный как ‘microlensing’, делает его тяжелее, дабы измерить правильные временные задержки, каковые ответственны для космологии».Но по окончании управления их моделированиями, Голдстайн и Ньюджент нашли, что microlensing не поменял цвета решительно линзового Типа сверхновая звезда Ia в их ранних фазах.
Так, исследователи смогут вычесть нежелательные эффекты microlensing, трудясь с цветами вместо кривых блеска. Когда эти нежелательные эффекты вычтены, ученые будут в состоянии легко соответствовать кривым блеска и сделать правильные космологические измерения.Они пришли к этому заключению, моделируя суперновинки, применяя кодекс СЕДОНЫ, что был создан с финансированием из двух САМОК Научное Открытие при помощи Передового Вычисления (SciDAC) Университеты, дабы вычислить кривые блеска, спектры и поляризацию асферичных моделей сверхновой звезды.
«В начале САМКИ 2000-х, финансируемой два проекта SciDAC изучить взрывы сверхновой звезды, мы по большей части забрали продукцию тех моделей и передали их через lensing совокупность, дабы доказать, что эффекты бесцветные», говорит Ньюджент.«Моделирования дают нам прекрасную картину внутренних работ сверхновой звезды с уровнем подробности, которую мы ни при каких обстоятельствах не могли знать в противном случае», говорит Дэниел Кэсен, астрофизик в Ядерном Научном Подразделении Berkeley Lab, и соавтор на бумаге. «Успехи в высокоэффективном вычислении наконец разрешают нам осознавать взрывчатую смерть звезд, и это изучение говорит о том, что такие модели нужны, дабы узнать новые методы измерить чёрную энергию».Взятие сверхновой звезды, охотящейся до крайностиКогда LSST начнет полные операции по обзору в 2023, он будет в состоянии просмотреть все небо лишь по трем ночам от его высоты на горном хребте Cerro Pachon в северно-центральном Чили.
По его 10-летней миссии LSST, как ожидают, передаст 200 петабайтов данных. Как часть Научного Сотрудничества Чёрной энергии LSST, Ньюджент и Голдстайн сохраняют надежду, что они смогут руководить некоторыми из этих данных через новый трубопровод обнаружения сверхновой звезды, базирующийся в NERSC.Больше десятилетия Переходный трубопровод Обнаружения Ньюджента В настоящем времени, трудящийся в NERSC, применял методы машинного обучения, дабы обыскивать наблюдения, собранные Palomar Transient Factor (PTF) и после этого Промежуточной Фабрикой Переходного процесса Palomar (iPTF) – ищущий каждую ночь «переходные» объекты, каковые изменяются в яркости либо положении, сравнивая новые наблюдения со всеми данными, собранными с прошлых ночей. В течение мин. по окончании того, как найдено увлекательное событие, автомобили в NERSC тогда приводят в воздействие телескопы во всем мире, дабы собрать последующие наблюдения.
В действительности этот трубопровод продемонстрировал самый первый решительно линзовый Тип сверхновая звезда Ia ранее в текущем году.«Что мы сохраняем надежду сделать для LSST, подобно тому, что мы сделали для Palomar, но времена 100», говорит Ньюджент. «В том месте будет наводнением информации каждую ночь от LSST.
Мы желаем забрать те эти и задать вопрос, что мы знаем об данной части неба, что случилось в том месте прежде и это что-то, чем мы интересуемся для космологии?»Он додаёт, что, когда исследователи определяют первый свет решительно линзового события сверхновой звезды, вычислительное моделирование имело возможность кроме этого употребляться, дабы совершенно верно угадать, в то время, когда следующий из света покажется. Астрологи смогут применять эти сведенья, дабы вызвать землю – и основанные на пространстве телескопы, дабы развить и поймать данный свет, по существу разрешая им замечать сверхновую звезду спустя секунды по окончании того, как это уйдет.
«Я приехал в Berkeley Lab 21 годом ранее, дабы трудиться над моделированием излучающей передачи сверхновой звезды, и сейчас в первый раз мы применяли эти теоретические модели, дабы доказать, что мы можем сделать космологию лучше», говорит Ньюджент. «Захватывающе видеть, что САМКА приобретает пользу инвестиций в вычислительную космологию, которую они начали делать пара десятилетий назад».