17 juli 2024

Webb’s metingen aan Cepheïden houden de Hubble spanning in stand

De kosmische afstandsladder. Credit: NASA, ESA, A. Feild (STScI), and A. Riess (STScI/JHU)

Sinds pak ‘m beet 2016 is er een discussie tussen sterrenkundigen over de snelheid waarmee het heelal uitdijt en die tussen twee ‘kampen’ gevoerd wordt, een kamp van het vroege heelal die een uitdijingssnelheid H0 van 67 á 68 km/s/Mpc heeft gemeten en een kamp van het lokale, huidige heelal, die op H0 ∼ 71 – 75 km/s/Mpc uitkomt. Die discussie wordt de Hubble spanning genoemd, omdat het draait om de aarde van de Hubble constante H0, en waarover je hier een massa Astroblogs kunt vinden. Sinds juli vorig jaar is de Webb ruimtetelescoop actief om het heelal in het infrarood waar te nemen en een team sterrenkundigen onder leiding van Nobelprijswinnaar Adam Riess heeft de telescoop gebruikt om nog nauwkeuriger H0 vast te stellen. De focus daarbij lag op de Cepheïden, veranderlijke sterren waarvan Henrietta Leavitt al in 1908 ontdekte dat er een verband is tussen de periode van veranderlijkheid en de werkelijke lichtkracht van de ster. Weet je de schijnbare helderheid van een Cepheïde en dankzij de periode ook de werkelijke helderheid dan kan je gemakkelijk de afstand berekenen en dan kan je vervolgens middels z’n roodverschuiving de snelheid van ons af berekenen én daarmee de uitdijingssnelheid van het heelal.

Metingen aan de helderheid van Cepheïden met Hubble en Webb. Credit: Riess, et al

Probleem bij Cepheïden is dat er – naast verschillende klassen van Cepheïden – mogelijk ruis is bij de afstandsmeting. Als ze dichtbij staan (bijvoorbeeld in ons eigen Melkwegstelsel) zijn ze goed te onderscheiden en te meten, maar bij verder weg staande Cepheïden is er een kans dat ze in een dicht veld met sterren staan en dat de helderheid van die sterren de schijnbare helderheid van de Cepheïde beïnvloed. Met de Hubble ruimtetelescoop waren eerder al 560 Cepheïden gemeten, maar de vraag was of die meting betrouwbaar is vanwege die kans op ruis vanwege de ‘clustering’, zoals ze het noemen. Om aan die onzekerheid een eind te maken keken ze met Webb naar meer dan 330 Cepheïden in de sterrenstelsels NGC 4258 en NGC 5584 en daarmee konden ze veel beter zien of er wel of geen sprake was van clustering. De metingen waren dus veel ‘zuiverder’ en betrouwbaarder. Uitkomst was dat de gegevens van Hubble bevestigd werden en dat er géén sprake was van onjuiste metingen, dat er géén clustering was (‘Crowded no more‘, schreven ze). En daarmee blijft de waarde van H0 van 73,2 ± 1,3 km/s/Mpc in stand. En daarmee ook de Hubble spanning. Ze willen nu met Webb 12 sterrenstelsels gaan bestuderen, die ‘gastheer’ zijn geweest van een type Ia supernova. Net als Cepheïden vormen deze supernovae deel van de kosmische ladder, de meetmethode om afstanden in het lokale heelal te meten (zie afbeelding bovenaan).

Hier het vakartikel van Riess et al over de metingen met Webb aan de Cepheïden. Bron: Universe Today.

Share

Speak Your Mind

*