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天文学:標準音源によって5年以内に実現される2%精度でのハッブル定数の測定

Nature 562, 7728 doi: 10.1038/s41586-018-0606-0

重力波の検出によって、宇宙の現在の膨張速度を表すハッブル定数を決定する新しい方法が得られる。この「標準音源」法と、一般相対性理論によって得られる絶対的な距離較正を使用し、レーザー干渉計重力波天文台(LIGO)とVirgoによる連星中性子星合体に起因する重力波検出(GW170817)と可視光による母銀河NGC 4993の特定を組み合わせて用いて、ハッブル定数が測定された。この独立した測定結果は、近傍の距離はしごを介してIa型超新星を用いて決定されたハッブル定数の値(73.24 ± 1.74 km s−1 Mpc−1)と、宇宙マイクロ波背景放射の観測から決定された値(67.4 ± 0.5 km s−1 Mpc−1)が一致せず、これらの値が約3σ異なっていることを考えると、特に興味深い。近傍の距離はしごの観測は、5年以内に1%の精度に到達する可能性があるが、今のところ、さらなる観測によって現在の不一致の度合いが大幅に減少する兆しはない。本論文では、LIGOとVirgoによるさらなる重力波検出によって、ハッブル定数が5年以内に約2%、10年以内に約1%の精度で絞り込まれると予測されることを示す。これは、2個の中性子星の合体による重力波の観測と、母銀河の特定を合わせると、他の利用可能な方法に伴う系統性とは無関係に、ハッブル定数の直接測定が可能になるためである。ハッブル定数の正確な測定は、既存の低赤方偏移(近傍の距離はしご)と高赤方偏移(宇宙マイクロ波放射)の測定結果の間にある不一致の明確化に加えて、暗黒エネルギーの性質を解明する上で重要な価値がある。

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