NGC 5584. Credit: NASA, ESA, CSA, and A. Riess (STScI).
Ik had het nieuws hier al op 5 augustus, maar deze week is het allemaal officiëel bekendgemaakt door de NASA: dat waarnemingen gedaan met de Webb ruimtetelescoop bevestigen wat eerder al met de Hubble ruimtetelescoop was gedaan en wel aan de uitdijingssnelheid van het heelal. Die uitdijingssnelheid wordt weergegeven met de Hubble-constante H0 en één van de methodes om die snelheid te meten is de ‘kosmische afstandsladder’, waarvoor ze de parallax meten tot nabije sterren, Cepheïden tot verder staande sterren en type Ia supernova voor ver verwijderde sterren – zie de afbeelding hieronder.
De kosmische afstandsladder. Credit: NASA, ESA, A. Feild (STScI), and A. Riess (STScI/JHU)
Met Hubble waren eerder al Cepheïden waargenomen en op basis daarvan kon men een inschatting maken van hun afstand. Cepheïden zijn 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. Probleem was echter dat het ging om Cepheïden in ver verwijderde sterrenstelsels en Hubble mogelijk meerdere sterren tegelijk zag (‘crowded’) in plaats van één ster. Dat zou de waarnemingen kúnnen beïnvloeden. Om die mogelijke ruis uit de wereld te helpen ging een team van sterrenkundigen onder leiding van Nobelprijswinnaar Adam Riess [1]In 2011 vanwege de ontdekking in 1998 van de versnelde uitdijing van het heelal. vorig jaar in het kader van het General Observers program 1685 met Webb kijken naar Cepheïden, 218 stuks in NGC 5584 en 107 stuks in NGC 4258, twee sterrenstelsels. In NGC 5584 was in 2007 ook een type Ia supernova te zien geweest, dus dat vormde een mooi bruggetje naar de Type Ia SNe, die ook deel uitmaken van de kosmische afstandsladder. Taak van Webb om te doen: uncrowding Cepheids in the near-infrared, geïllustreerd door de afbeelding hieronder.
Credit: NASA, ESA, A. Riess (STScI), W. Yuan (STScI).
En dat lukte! Dat wil zeggen, Webb kon bevestigen wat Hubble eerder al gezien had. De Cepheïden die Hubble had gezien maakten dus geen deel uit van dichtbevolkte sterclusters. Hubble’s waarnemingen waren weliswaar ‘noisier’, dus ze bevatten meer ruis, maar in essentie bleef de met Hubble gemeten periode-lichtkracht relatie van de Cepheïden in stand en daarmee de gemeten uitdijingssnelheid van het heelal. Hieronder zie je de resultaten, in grijs die van Hubble, in rood die van Webb.
Credit: NASA, ESA, A. Riess (STScI), and G. Anand (STScI).
Met Webb’s waarnemingen blijft de waarde van H0 van 73,2 ± 1,3 km/s/Mpc in stand. En daarmee ook de Hubble spanning, want de metingen aan H0 gedaan met behulp van het vroege heelal blijven onveranderd op een H0 van 67 á 68 km/s/Mpc. Dat kan er op duiden dat we dingen missen in het vigerende ΛCDM model van het heelal, dat er bijvoorbeeld zoiets kan zijn geweest als ‘early dark energy’, ook al lijkt zelfs dat niet genoeg om de Hubble-spanning op te lossen. Wordt vervolgd!
Meer informatie over deze waarnemingen vind je in het vakartikel van Adam G. Riess et al, Crowded No More: The Accuracy of the Hubble Constant Tested with High Resolution Observations of Cepheids by JWST, arXiv (2023).
Bron: NASA.
Voetnoten
| ↑1 | In 2011 vanwege de ontdekking in 1998 van de versnelde uitdijing van het heelal. |
|---|
Speak Your Mind