29 maart 2024

Uijtdijingssnelheid heelal gemeten met behulp van de supernova van Refsdal

De cluster die er voor zorgde dat we SN Refsdal konden zien. Credit: NASA, ESA, and S. Rodney (JHU) and the FrontierSN team; T. Treu (UCLA), P. Kelly (UC Berkeley), and the GLASS team; J. Lotz (STScI) and the Frontier Fields team; M. Postman (STScI) and the CLASH team; and Z. Levay (STScI)

Weten jullie nog van die supernova Refsdal, de allereerste ‘meervoudig-gelensde’ supernova waargenomen, die in 2014 vier keer en in 2015 één keer werd waargenomen? Het ging dus om één supernova, die door een zwaartekrachtlens van een cluster van sterrenstelsels (MACS J1149 ) precies tussen ons en het sterrenstelsel waarin de supernova plaatsvond als meerdere beelden gezien werd, beelden die door de lengtes van de banen die de fotonen volgden op verschillende momenten bij de aarde arriveerden. Je ziet zoiets van één lichtpad in de afbeelding hieronder.

Zo werkt de zwaartekrachtlens van een supernova. Credit: Kavli IPMU

Welnu, supernova Refsdal, genoemd naar de Noorse sterrenkundige Sjur Refsdal, die in 1964 als eerste op dat idee kwam van ’tijdvertraagde waarnemingen van gelensde supernovae’, is recent door een team van sterrenkundigen van de Universiteit van Minnesota gebruikt om de uijtdijingssnelheid van het heelal te meten. Die snelheid wordt weergegeven met de Hubble constante, die als H0 de uidijingssnelheid van het heelal op dit moment weergeeft, uitgedrukt in km/s/Mpc. Over de Hubble constante is veel discussie, want er zijn twee uiteenlopende waarden gemeten, die met behulp van het vroege heelal (H0 ∼ 67 km/s/Mpc) en die met behulp van het huidige heelal (H0 ∼ 73 km/s/Mpc) – een discussie die bekend staat als de Hubble-spanning. Patrick Kelly en z’n team hebben SN Refsdal gebruikt om de waarde van H0 te meten en volgens hen is het een manier die onafhankelijk is van de eerdere metingen.

Waarnemingen van SN Refsdal. Credit: P.L. Kelly et al., Science 10.1126/science.abh1322 (2023))

Uitkomst van alle waarnemingen én berekeningen is dat volgens het team H0=66,6 km/s/Mpc. Dat is een waarde die overeenkomt met de waarde gemeten met behulp van de kosmische microgolf-achtergrondstraling en Baryonische Accoustische Oscillaties (BAO’s) van het vroege heelal. Hij wijkt af van de waarde van het huidige heelal, al vinden ze het niet ‘sterk afwijken van de supernovae waarde’ (met dat laatste bedoelen ze de waarde van het lokale, huidige heelal, gemeten met nabije supernovae). Met waarnemingen in de toekomst aan meer ’tijdvertraagde gelensde supernovae’ willen ze gebruikte methode gaan verbeteren. Daarbij willen ze ook het inzicht verbeteren in de verdeling van donkere materie in de lens-clusters of lensstelsels.

Meer informatie vind je in de vakartikelen van Patrick Kelly et al:

Constraints on the Hubble constant from Supernova Refsdal’s reappearanceScience (2023).
The Magnificent Five Images of Supernova Refsdal: Time Delay and Magnification Measurements, the Astrophysical Journal (2023)

Bron: Phys.org.

Share

Speak Your Mind

*