Новое исследование с использованием данных от орбитальной рентгеновской обсерватории Чандра (Chandra) и космического телескопа XMM-Newton предполагает, что с течением космического времени количество тёмной энергии может изменяться.
На иллюстрация показано, как астрономы отслеживали влияние тёмной энергии, начиная примерно от одного миллиарда лет после Большого Взрыва и заканчивая примерно 9 миллиардами лет до нашего времени, при этом они определяли расстояния до квазаров - быстро растущих чёрных дыр с чрезвычайно яркой светимостью.
Тёмная энергия впервые обнаружена около 20 лет назад путем измерения расстояний до взорвавшихся (сверхновых) звёзд. Она представляет собой предполагаемый тип силы или энергии, которая пронизывает всё пространство и вызывает ускорение расширения Вселенной.
Последние результаты исследований связаны с разработкой нового метода измерения расстояний до 1598 квазаров, который позволяет исследователям определить влияние тёмной энергии от ранней Вселенной до наших дней. Два наиболее удалённых изученных квазара показаны на изображении во вставках (это снимки, полученные обсерваторией Чандра).
В новой методике для оценки расстояний до квазаров используется ультрафиолетовое и рентгеновское излучение.
В квазарах диск материи вокруг сверхмассивной чёрной дыры в центре галактики испускает ультрафиолет (показан на рисунке синим цветом). Некоторые из фотонов ультрафиолетового света сталкиваются с электронами в облаке горячего газа (показано жёлтым цветом), расположенного сверху и снизу аккреционного диска, и эти столкновения могут усилить энергию ультрафиолетового света до энергии рентгеновского излучения.
Данное взаимодействие вызывает корреляцию между количеством наблюдаемого ультрафиолетового и рентгеновского излучения. Эта корреляция зависит от светимости квазара, то есть от количества излучения, которое он производит.
Если известна светимость квазаров, то расстояние до них можно определить по наблюдаемого количеству излучения.
Чтобы выявить связь между ультрафиолетовым и рентгеновским излучением и расстояниями до квазаров, исследователи собрали данные об ультрафиолетовом излучении 1598 объектов. Затем они использовали эту информацию для определения скорости расширения Вселенной в ранние эпохи и нашли доказательства того, что количество тёмной энергии со временем увеличивается.
Чтобы показать, что новый метод дает надёжные результаты, астрономы сопоставили их с наблюдениями сверхновых на временной шкале в 9 миллиардов лет, это даёт им уверенность, что полученные результаты надёжны и для более ранних эпох существования Вселенной.
Кроме того, учёные тщательно выбирали квазары для своих исследований, чтобы минимизировать статистические погрешности и избежать систематических ошибок, которые могут зависеть от расстояния между Землёй и объектами.