RR Puppis, een voorbeeld van een Cepheïde. Credit: Hubble Legacy Archive, NASA, ESA
Gisteren had ik hier nieuws over de zogeheten S8-spanning, die gaat over de mate van klonterigheid van (donkere) materie in het heelal en waarover verschil bestaat tussen de waarden gemeten in het vroege en tegenwoordige (lokale) heelal. En nu is daar nieuws over een verwante discussie, die gaat over de snelheid waarmee het heelal uitdijt en die bekend staat als de Hubble spanning. Het draait daarbij om H0, de waarde van de Hubble constante op dit moment. Die constante werd eind jaren twintig door Edwin Hubble en Georges Lemaître bedacht en hij geeft aan hoe snel de ruimte van het heelal expandeert, weergegeven in km/s/Mpc (1 Mpc=3,26 miljoen lichtjaar). Er zijn grofweg twee manieren om H0 te bepalen, de ene baseert zich daarbij op verschillende methodes, die in het nabije, lokale heelal gebruikt kunnen worden, dat is de zogeheten kosmische afstandsladder, de andere baseert zich op methodes die kijken naar het ver verwijderde heelal, het heelal van kort na de oerknal. Bij de kosmische afstandsladder (zie afbeelding hieronder) hanteren ze bijvoorbeeld parallax, Cepheïden en type Ia supernovae om de snelheid van uitdijing te meten en die hebben een H0 van 73,0 ± 1,0 km/s/Mpc opgeleverd. Bij het vroege heelal gebruiken ze de kosmische microgolf-achtergrondstraling (CMB) en de zogeheten baryonische accoustische oscillaties (BAO’s) om de snelheid te meten en dat heeft 67,4 ± 0,5 km/s/Mpc opgeleverd. Da’s een verschil van 5,6 km/s/Mpc en die kan niet verklaard worden door instrumentele meetfouten – zie daar de Hubble spanning in een notendop.
De kosmische afstandsladder. Credit: NASA, ESA, A. Feild (STScI), and A. Riess (STScI/JHU)
Afijn, het nieuws van deze week is dat de afstandsmeting met behulp van Cepheïden verbeterd is. Cepheïden zijn veranderlijke sterren. In 1908 ontdekte Henrietta Leavitt dat er een verband bestaat tussen de periode van deze veranderlijke sterren en hun lichtkracht, hetgeen de basis vormde van de periode-lichtkracht relatie van Cepheïden: weet je hun periode, dan weet je hun absolute lichtkracht, dan weet je hun afstand. Probleem is echter dat er meerdere types Cepheïden zijn en ook kan het stof gelegen tussen de ster en de aarde roet in het eten gooien. Maar recent hebben sterrenkundigen onder leiding van Richard Anderson (EPFL’s Institute of Physics) een verbeterde calibratie kunnen uitvoeren van Cepheïden en wel met behulp van gegevens verzameld met de Europese Gaia ruimtetelescoop. Het ging om Cepheïden die allemaal deel uitmaken van open sterclusters, waarvan alle leden met een bepaalde snelheid om het centrum van de Melkweg bewegen.
Met rood aangegeven de Cepheïden in sterclusters. Links hun positie aan de hemel, midden hun beweging, rechts een kleur-helderheid diagram voor de clusters. Credit: Astronomy & Astrophysics (2023). DOI: 10.1051/0004-6361/202244775
De uitkomst is dat de marge van onzekerheid is terug gebracht tot slechts ± 0,9% en dat H0 volgens de Cepheïden 73,0 km/s/Mpc is, exact de waarde die ook met type Ia supernovae middels het SH0ES project is gemeten. En daarmee blijft de Hubble spanning recht overeind.
Meer informatie vind je in het vakartikel van Mauricio Cruz Reyes et al, A 0.9% calibration of the Galactic Cepheid luminosity scale based on Gaia DR3 data of open clusters and Cepheids, Astronomy & Astrophysics (2023).
Bron: Phys.org.
Speak Your Mind