Новый метод моделирования гравитационных линз повысил точность измерения постоянной Хаббла

Сверхновая с сильным гравитационным линзированием: SN Encore в скоплении галактик MACS J0138.0-2155. Автор: NASA, ESA, CSA, STScI, Джастин Пиррел, Эндрю Ньюман

Международная исследовательская группа под руководством Шанхайской астрономической обсерватории впервые продемонстрировала, что пиксельное моделирование сильного гравитационного линзирования на уровне скоплений галактик значительно повышает точность определения постоянной Хаббла (H₀) — ключевого параметра, описывающего скорость расширения Вселенной.

Результаты исследования, опубликованные в «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society», открывают новый технический путь для точного определения космической шкалы расстояний с помощью сильно линзированных сверхновых.

Постоянная Хаббла описывает текущую скорость расширения Вселенной, однако между измерениями ранней Вселенной и современными наблюдениями сохраняется расхождение более 5σ, известное как «проблема H₀». Сильно линзированные сверхновые позволяют напрямую измерять космические расстояния через временные задержки между их множественными изображениями, независимо определяя H₀.

Слева: наблюдения JWST NIRCam скопления MACS J0138.0−2155. Справа: имитация скопления. Автор: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2025)

Исследователи разработали метод пиксельного моделирования гравитационных линз. Результаты показали, что этот метод снижает погрешность определения H₀ до ±0,8 км/с/Мпк, повышая точность более чем в 10 раз по сравнению с традиционными методами.

«Пиксельное моделирование позволяет использовать всю информацию, закодированную в линзированных дугах, а не только позиции множественных изображений. Это ключевой шаг к прецизионной космологии», — заявил ведущий автор исследования доктор Се Юйшань.

Моделирование будущих наблюдений с телескопов Rubin Observatory и китайского CSST-MCI показало, что в сочетании с пиксельным моделированием можно достичь точности определения H₀ в пределах 0,1 км/с/Мпк.

Профессор Шань Хуаньюань, соответствующий автор исследования, отметил: «С появлением JWST, Euclid и предстоящего китайского космического телескопа мы вступаем в золотую эру исследований сильного гравитационного линзирования».