Site pictogram Astroblogs

De meest nauwkeurige boekhouding tot nu toe van donkere energie en materie in het heelal is gemaakt

G299, een restant achtergelaten door een Type Ia supernova. Credit: NASA/CXC/U.Texas

Door de gegevens van maar liefst 1500 type Ia supernovae te analyseren, welke afgelopen twintig jaar waargenomen zijn, hebben sterrenkundigen onder leiding van Dillon Brout (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian) in het kader van het zogeheten Pantheon+ project de meest nauwkeurige boekhouding tot nu toe van donkere energie en donkere materie in het heelal gemaakt. Type Ia supernovae ontstaan als witte dwergsterren zwaarder worden dan de Limiet van Chandrasekhar (1,4 zonsmassa) doordat ze materie van een nabije compagnon aantrekken of als ze botsen en samensmelten met een andere witte dwerg. Omdat ze altijd met dezelfde massa een thermonucleaire explosie ondergaan en daarmee altijd dezelfde maximale lichtkracht bereiken zijn dit soort supernovae goed te gebruiken als betrouwbare afstandsindicator, tot een afstand van wel tien miljard lichtjaar. Als de afstand goed te meten is kunnen sterrenkundigen een indruk krijgen hoe snel het heelal uitdijt, iets dat niet altijd met dezelfde snelheid is gegaan. Vervolgens kan men door de bepaling van de uitdijingssnelheid van het heelal te weten komen hoeveel donkere energie (die afstotend werkt) en donkere materie (die aantrekkend werkt) er in het heelal is.

Schets van de kosmische afstandsladder, waarbij ook type Ia supernovae worden gebruikt om afstanden in het heelal te meten. Credit: NASA, ESA, A. Feild (STScI), and A. Riess (STScI/JHU)

Uit de analyse van de 1500 supernovae met Pantheon+ blijkt nu dat 66,2% van alle massaenergie in het heelal bestaat uit donkere energie, terwijl donkere materie én gewone materie samen de overige 33,8% vormen (waarvan donkere materie pakweg 85%). Bevestigd wordt wat al in 1998 duidelijk werd, namelijk dat het heelal versneld uitdijt. Door de gegevens van Pantheon+ te combineren met die van SH0ES (Supernova H0 for the Equation of State) van de sterrenkundige Adam Riess, één van de ontdekkers van donkere energie in 1998, heeft men ook de waarde van de Hubble constante H0 kunnen bepalen: 73,4 km/s/Mpc, met een onnauwkeurigheid van 1,3%, dat wil zeggen dat voor iedere megaparsec (=3.26 miljoen lichtjaar) afstand sterrenstelsels zich met een snelheid van 73,4 km/s van de aarde verwijderen (bij 2 Mpc is dat 2 x 73,4 km/s, enzovoorts). Die waarde verschilt sterk van die van o.a. de Europese Plancksatelliet, die via de veel oudere kosmologische microfgolfachtergrondstraling (daterend van 13,8 miljard jaar terug in de tijd) uit kwam op een H0 van 67,7 km/s/Mpc. Tussen de twee uiteenlopende waarden zit een verschil met een statistische betrouwbaarheid van meer dan 5σ, hetgeen betekent dat de kans dat het verschil op toeval berust minder dan 1 op de miljoen is. Men spreekt in dit verband van de Hubble spanning. Er moet dus meer aan de hand zijn met de natuurwetten van het heelal om dit verschil te kunnen verklaren. In The Astrophysical Journal hebben ze dit vakartikel erover gepubliceerd. Bron: Harvard.

Mobiele versie afsluiten