碰撞中子星提供了一种测量宇宙膨胀的新方法

近年来，天文学陷入了一些危机：尽管我们知道宇宙在膨胀，而且我们知道宇宙膨胀的速度大约有多快，但测量这种膨胀的两种主要方法并不一致。现在，尼尔斯·玻尔研究所的天体物理学家提出了一种新方法，可能有助于解决这种紧张局势。

自从埃德温·哈勃和其他天文学家在大约100年前测量了许多周围星系的速度以来，我们就知道了这一点。宇宙中的星系因这种膨胀而彼此“远离”，因此彼此远离。

两个星系之间的距离越大，它们分开的速度就越快，这种运动的精确速率是现代宇宙学中最基本的物理量之一。描述膨胀的数字被称为“哈勃常数”，出现在宇宙及其组成部分的众多不同方程和模型中。

哈勃麻烦

因此，为了了解宇宙，我们必须尽可能精确地了解哈勃常数。有几种方法可以测量它;相互独立但幸运的是给出几乎相同结果的方法。

也就是说，几乎。原则上，直观上最容易理解的方法与埃德温·哈勃和他的同事在一个世纪前使用的方法相同：定位一堆星系，并测量它们的距离和速度。实际上，这是通过寻找具有爆炸恒星(即所谓的超新星)的星系来完成的。这种方法得到了另一种分析所谓宇宙背景辐射不规则性的方法的补充;一种古老的光形式，可以追溯到大爆炸后不久。

超新星法和背景辐射法这两种方法给出的结果总是略有不同。但任何衡量都伴随着不确定性，几年前，不确定性已经足够大，我们可以将这种差异归咎于这些因素。

然而，随着测量技术的改进，不确定性已经减少，我们现在已经达到了可以高度自信地声明两者都不正确的地步。

这种“哈勃麻烦”的根源——无论是未知效应系统性地使其中一个结果产生偏差，还是暗示着尚未发现的新物理学——是目前天文学最热门的话题之一。

崩溃的中子星可能有助于找到答案

最大的挑战之一在于准确确定到星系的距离。但在《天文学与天体物理学》最近发表的一项研究中，博士阿尔伯特·斯内彭(AlbertSneppen)哥本哈根尼尔斯玻尔研究所宇宙黎明中心的天体物理学学生提出了一种测量距离的新方法，从而帮助解决了持续存在的争议。

“当两颗超紧凑​​中子星——它们本身就是超新星的残余物——相互绕轨道运行并最终合并时，它们会在一次新的爆炸中爆炸，即所谓的千新星，”阿尔伯特·斯内彭解释道。“我们最近证明了这种爆炸是如何非常对称的，事实证明这种对称性不仅很漂亮，而且非常有用。”

在刚刚发表在《天体物理学杂志》上的第三项研究中，多产的博士。学生表明，尽管千新星很复杂，但可以用单一温度来描述。事实证明，千新星的对称性和简单性使天文学家能够准确地推断出它们发出的光量。

通过将这种光度与到达地球的光量进行比较，研究人员可以计算出千新星的距离。由此，他们获得了一种新颖的、独立的方法来计算到包含千新星的星系的距离。

达拉克·沃森(DarachWatson)是宇宙黎明中心的副教授，也是该研究的合著者。他解释说：“到目前为止，超新星一直被用来测量星系的距离，但它们并不总是发出相同数量的光。此外，它们首先要求我们使用另一种类型的恒星(所谓的恒星)来校准距离。造父变星也必须进行校准。有了千新星，我们就可以避免这些带来测量不确定性的复杂情况。”

确认两种方法之一

为了展示其潜力，天体物理学家将该方法应用到了2017年发现的一颗千新星上。结果是哈勃常数更接近背景辐射法，但千新星方法是否能解决哈勃麻烦，研究人员还不敢断言。

“到目前为止，我们只有一个案例研究，在我们能够得出可靠的结果之前，还需要更多的例子，”阿尔伯特·斯内彭警告说。“但我们的方法至少绕过了一些已知的不确定性来源，并且是一个非常‘干净’的研究系统。它不需要校准，不需要校正因子。”