우주 카메라 호그는 천문학자들이 우주 팽창 속도를 파악하는 데 도움을 주고 있습니다.

초신성 Refsdal의 이미지는 은하단의 중력장을 통과하는 항성 폭발의 빛 덕분에 사자자리에서 여러 번 나타났습니다. Refsdal의 출현 사이의 지연 분석은 Hubble 상수의 새로운 측정을 제공한다고 연구원들은 5월 11일 Science에 온라인으로 보고합니다. 이 상수는 우주가 팽창함에 따라 은하들이 서로 얼마나 빨리 멀어지는지를 나타냅니다. 새로운 측정은 이제 우주가 얼마나 빨리 팽창하고 있는지에 대한 논쟁에 기여하고 있습니다.

초신성은 일부 별의 수명 주기가 끝날 때 발생하는 대규모 폭발입니다. 그들은 우주에서 가장 폭력적이고 눈부신 사건 중 하나입니다. 2014년 미네아폴리스 미네소타 대학의 천문학자 패트릭 켈리는 허블 우주 망원경의 이미지에서 레프스달 초신성을 발견했습니다.

Kelly는 하늘에서 한 번의 폭발 대신에 “우리는 그것의 4개의 이미지를 보았다”고 말합니다. 그들은 아인슈타인 십자가로 알려진 패턴을 형성했습니다. 십자가는 지구와 레프스달 사이에 있는 은하단의 중력이 우리에게 오는 빛을 편향시키는 중력 렌즈를 만들기 위해 시공간을 왜곡하기 때문에 발생했습니다.

우리가 보는 이미지의 위치와 도착 시간은 세 가지에 따라 달라집니다. 렌즈를 구성하는 은하단의 물질 분포; 지구, 렌즈 및 초신성 사이의 거리; 그리고 허블 상수. Refsdal의 빛에 결합된 효과는 너무 강해서 2014년에 Kelly는 초신성의 이미지가 1년 더 지연될 것이라고 예측했습니다. 아니나 다를까 2015년에 Refsdal의 빛이 다시 하늘에 나타났습니다.

Kelly와 동료들의 새로운 계산은 Refsdal의 외관을 사용하여 허블 상수의 2018년 측정을 크게 개선하여 관측과 가장 일치하는 중력 렌즈 모델을 기반으로 메가파섹당 초당 약 66.6km를 기록했습니다. 천문학자 비비안 미란다(Vivian Miranda)는 “[렌즈] 시스템의 세심한 모델링과 그것이 생성하는 중력과 함께 [팀]은 허블 상수를 추정할 때 오차 한계를 2배 이상 줄일 수 있었습니다. 새로운 연구에 참여하지 않은 뉴욕의 Stony Brook University.

다른 방식으로 허블 상수를 추정하는 연구는 서로 잘 일치하지 않습니다. 초기 우주 시대에 남겨진 고대 빛에 의존하는 한 가지 방법은 우주가 약 67km/s/Mpc로 팽창하고 있음을 시사합니다. 그것은 Kelly의 그룹이 찾은 가치에 가깝습니다. 그러나 밝기를 기준으로 초신성까지의 거리를 사용하는 확장 추정치는 약 74km/s/Mpc입니다.

“허블 상수의 예측 값은 먼 과거와 최근 현재 모두에서 우주의 역학에 매우 민감합니다.”라고 Miranda는 말합니다. “우주에 대한 우리의 이해가 정확하다면 허블 상수를 측정하는 다양한 방법이 모두 일치해야 합니다.”

허블 상수의 서로 다른 값 사이의 불일치를 해결하는 것은 우주 팽창을 가속화하는 것으로 보이는 암흑 에너지와 같은 것을 설명하는 데 중요합니다.

Refsdal 연구에 비해 정밀도에서 큰 도약을 하려면 또 다른 초신성과 렌즈가 필요할 것입니다. 2037년에 나타날 것으로 예상되는 별자리 Cetus에서 반복되는 초신성의 이미지가 트릭을 할 수 있습니다. 그동안 Kelly는 곱한 Refsdal 이미지를 생성한 중력 렌즈 모델의 추가 개선이 Hubble 상수의 추정치를 어느 정도 개선할 수 있다고 말했습니다.

“이것은 이러한 종류의 측정의 첫 번째 예입니다.”라고 Kelly는 말합니다. “그것은 추가 측정과 향상된 정밀도를 위한 단계를 설정합니다.” 끊임없이 확장되는 우주에 대한 천문학자의 통찰력을 심화시킬 수 있습니다.