重力レンズで見たクエーサーの光から宇宙の膨張率が計算された

これらの画像はいずれも、ハッブル宇宙望遠鏡が撮影したものです。

重力によって光が曲がる現象を「重力レンズ」といいます。上の画像では、手前側にある銀河の重力レンズ効果によって、遠方にあるクエーサーからの光が曲がり、クエーサーの像が複数に見えています。

クエーサーの中心にあるブラックホールが物質を飲み込むと、クエーサーの明るさが変動します。クエーサーの複数の像の光は、それぞれ別の経路を通って地球にたどり着くため、明るさの変動にはわずかな時間差が生じます。その時間差の情報などをもとに、地球から銀河、また地球からクエーサーまでの距離を推定し、距離の値を比較することにより、宇宙がどれくらいの割合で膨張しているのか(ハッブル定数)が計算されました。

その結果、ハッブル定数は約73km/s/Mpc(2.4%の不確定性)と計算されました。これは1メガパーセク(約330万光年)遠くなるごとに、膨張速度が秒速73kmずつ増えてていくことを示しています。

この値は、超新星やセファイド変光星などの観測をもとに導かれたハッブル定数約74に近いものでした。一方、宇宙背景放射の観測データなどから導かれたハッブル定数約67とは大きく異なっています。なぜそのような違いが生じるのかはよく分かっていません。

Image Credit: NASA, ESA, S.H. Suyu (Max Planck Institute for Astrophysics, Technical University of Munich, and Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics), and K.C. Wong (University of Tokyo’s Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe)

https://hubblesite.org/contents/media/images/2020/04/4606-Image


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