Наблюдения за гамма-излучением далеких галактик при помощи космического телескопа NASA Fermi помогли уточнить скорость расширения Вселенной. Эти оценки углубили противоречия между двумя другими типами замеров этого параметра, пишут ученые в Astrophysical Journal.

«Наша методика позволила провести независимые замеры одного из самых важных параметров Вселенной. Пока мы не можем однозначно ответить на вопрос о том, как именно расширяется Вселенная. Это, однако, станет возможным после завершения постройки и запуска телескопа CTA (международный проект постройки огромного массива наземных телескопов очень широкого диапазона, — прим. ТАСС)», — заявил один из авторов работы, Марко Ахелло — космолог из Университета Клемсона (США).

В конце прошлого столетия ученые, наблюдая за сверхновыми первого типа, обнаружили, что Вселенная не просто растет, а делает это все быстрее и быстрее. Причиной ускоренного расширения ее границ, как сегодня считают исследователи, служит так называемая темная энергия, загадочная субстанция, природа которой остается одной из главных загадок космологии и физики.

Три года назад в космологии возник новый кризис, который был связан с этим важнейшим свойством мироздания. Дело в том, что почти одновременно были опубликованы замеры скорости расширения Вселенной, полученные в рамках наблюдений за отголосками Большого взрыва и за переменными звездами-цефеидами в Млечном Пути и вспышками сверхновых в соседних галактиках.

Эти значения сильно разошлись. Второй тип наблюдений показал, что две галактики, расстояние между которыми составляло примерно 3 млн световых лет, должны разлетаться со скоростью около 73 км в секунду. Подобная цифра на 9% выше, чем показывают данные наблюдений за эхом Большого взрыва — 69 км в секунду.

Подобные расхождения породили массу споров вокруг того, насколько реальны эти расхождения и какие процессы могли их породить, если они возникли не из-за погрешностей в работе телескопов, ошибок при обработке данных или их неполноты. В частности, теоретики предполагают, что эта аномалия говорит или о том, что в первые эпохи жизни Вселенной было еще одно неизвестное вещество, или же о том, что темная материя нестабильна по своей природе.

Несовпадающие результаты замеров, как отмечает Ахелло и его коллеги, заставили астрономов искать другие методики, которые позволили бы вычислить скорость расширения Вселенной иначе. Американские космологи нашли подобную альтернативу, анализируя данные орбитального телескопа Fermi. Он собирал собирал эту информацию, наблюдая за так называемыми блазарами — один из подтипов сверхмассивных черных дыр в центрах далеких галактик, которые окружены гигантским облаком из раскаленного газа. Они постепенно поглощают этот газ и частично выбрасывают его в виде узких пучков плазмы. В случае с блазарами один из этих выбросов направлен в сторону Земли, из-за чего он кажется нам особенно ярким и компактным.

Подобные объекты, как заметили авторы статьи, вырабатывают огромное число гамма-квантов. Их энергия настолько высока, что они начинают взаимодействовать с внегалактическим фоновым излучением, остатками света первых звезд Вселенной, следы которого сохранились в пустоте между галактиками.

«Гамма-фотоны, которые путешествуют к нам от далеких галактик, взаимодействуют с другими частицами на пути к Земле. То, как часто происходят эти взаимодействия, зависит от дистанции между их источником и нашей планетой, а это расстояние, в свою очередь, зависит от темпов расширения Вселенной. Мы воспользовались этой взаимосвязью», — объясняет Ахелло.

Руководствуясь этой идеей, ученые проследили за семью сотнями блазаров и проанализировали то, как сильно гасло гамма-излучение, которое они вырабатывают. Эти наблюдения указали на то, что Вселенная расширяется со скоростью в 66,6 км в секунду, что ближе к значениям, которые были получены в рамках наблюдений за микроволновым эхо Большого взрыва.

С другой стороны, ученые подчеркивают, что пока точность этих замеров относительно невысока — на текущий момент уровень погрешности превышает 5%, что в разы больше, чем у наблюдений за вспышками сверхновых и цефеидами. Это одновременно не позволяет примирить результаты противоречащих друг другу замеров или же заявить, что один из них был ошибочным. Это, однако, станет возможным в будущем по мере накопления новых данных по свечению блазаров, заключают ученые.