20 juni 2021

Tweeling-supernovae bieden mogelijkheden voor precisie-kosmologie

credit: Zosia Rostomian/Berkeley Lab; photo credit: NASA/ESA.

Sterrenkundigen hebben een nieuwe methode bedacht om de nauwkeurigheid van afstanden van supernovae te verbeteren – een verdubbeling van die nauwkeurigheid is zelfs mogelijk. En dat met ‘tweeling-supernovae’, jawel die zijn er ook. De Nearby Supernova Factory (SNfactory) samenwerking onder leiding van Greg Aldering (Berkeley Lab) is met de methode gekomen, die in twee artikelen in the Astrophysical Journal beschreven wordt. Het draait allemaal om type Ia supernovae, exploderende witte dwergen die door massatoevoer door een begeleider zwaarder zijn geworden dan de Limiet van Chandrasekhar. In 1998 werd dankzij die type Ia supernovae ontdekt dat het heelal versneld uitdijt, iets dat door de donkere energie wordt veroorzaakt. Probleem met deze supernovae is dat ze weliswaar altijd grotendeels dezelfde absolute maximum helderheid hebben en dat ze daarom uitstekende ‘standaard-kandelaars’ zijn om afstanden te meten, maar in dat ‘grotendeels’ schuilt het probleem: er lijkt een lichte variatie te zijn in die maximale lichtsterkte van de supernovae en daarmee is er toch een onzekerheid in de afstand. Die onzekerheid belemmert precisie-kosmologie, als je exact wil weten hoe snel het heelal uitdijt. Maar de tweeling-supernovae bieden uitkomst.

Een voorbeeld van één van de waargenomen type Ia supernovae. (Credit: B. J. Fulton, Las Cumbres Observatory Global Telescope Network).

Aldering’s groep heeft honderden supernovae bestudeerd en heel nauwkeurig de spectra van de supernovae in kaart gebracht, de intensiteit afgezet tegen de golflengte van de straling (zie afbeelding bovenaan). Dat deden ze met de ‘SuperNova Integral Field Spectrometer’ verbonden aan de 2,2-meter telescoop op de top van de Maunakea op Hawaï. Uit het onderzoek komt naar voren dat er drie variaties zijn in de spectra van de supernovae. Supernovae van één van die variaties blijken dan exact hetzelfde spectrum te hebben. Leg je de spectra op elkaar dan zijn ze identiek – vandaar dat ze tweeling-supernovae worden genoemd.

Dankzij deze overeenkomst kunnen de sterrenkundigen de supernovae die dichtbij plaatsvinden (ca. 300 miljoen lichtjaar afstand) goed vergelijken met de ver weg staande supernovae (miljarden lichtjaren afstand) en dat levert een veel betere bepaling van de afstand op. De methode van de tweeling-supernovae wil men nu gaan hanteren als het 8,4-meter Rubin Observatorium in Chili en de Nancy Grace Roman Space Telescope in gebruik worden genomen. Dan wil men daadwerkelijk overgaan tot precisie-kosmologie door duizenden supernovae te gaan bestuderen. Bron: Berkeley Lab.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.