Een onderzoeksteam onder leiding van Dillon Brout van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) heeft een nieuwe analyse uitgevoerd, Pantheon+ geheten, die precieze grenzen stelt aan de samenstelling en evolutie van het heelal.
De analyse bevestigt opnieuw dat de kosmos voor ongeveer tweederde uit donkere energie bestaat en voor éénderde uit donkere materie.
Ook laat Pantheon+ zien dat het heelal de laatste miljarden jaren steeds sneller is gaan uitdijen (The Astrophysical Journal).
Pantheon+ is gebaseerd op waarnemingen van meer dan 1500 supernova’s van type Ia.
Deze heldere sterexplosies ontstaan wanneer witte dwergsterren – de compacte overblijfselen van sterren zoals onze zon – teveel massa verzamelen en een thermonucleaire reactie ondergaan.
Bij een supernova van type Ia komt zoveel licht vrij, dat de explosie tot op afstanden van meer dan 10 miljard lichtjaar te zien is.
Een prettige bijkomstigheid is dat alle supernova’s van dit type ruwweg even helder zijn.
Hierdoor kun je aan de helderheid van de explosie zien op welke afstand hij zich afspeelt.
In combinatie met metingen van de roodverschuiving levert dat weer informatie op over de snelheid waarmee het heelal ten tijde van de explosie uitdijde.
In 1998 leidden dit soort metingen tot de ontdekking dat ons heelal in steeds sneller uitdijt.
Dat wordt toegeschreven aan een alomaanwezige vorm van energie die gelijkmatig over het heelal is verdeeld: de zogeheten donkere energie.
Door meer supernova’s op steeds grotere afstanden te ontdekken, hopen astronomen meer te weten te komen over dit mysterieuze kosmische ingrediënt.
Pantheon+ brengt de meest recente resultaten bij elkaar. De nieuwe cijfers geven aan dat 66,2 procent van het heelal uit donkere energie bestaat, en de overige 33,8 procent uit een combinatie van donkere en ‘normale’ materie.
Een andere uitkomst van de analyse heeft betrekking op de huidige uitdijingssnelheid van het heelal, die bekendstaat als de Hubble-constante.
Door de gegevens van Pantheon+ en het onderzoeksprogramma SH0ES (Supernova H0 for the Equation of State) met elkaar samen te voegen, komen Brout en zijn collega’s tot een Hubble-constante van 73,4 kilometer per seconde per megaparsec, met een onzekerheid van slechts 1,3 procent.
Anders gezegd: voor elke megaparsec (3,26 miljoen lichtjaar) dijt de ruimte in het nabije heelal met een snelheid van ruim 260.000 kilometer per uur uit.
Onderzoek van een veel vroegere kosmische periode geeft echter een ander beeld.
Metingen van de kosmische achtergrondstraling (straling die kort na de oerknal is ontstaan) in combinatie met het huidige standaardmodel voor het ontstaan van het heelal komen steevast uit op een aanzienlijk lagere Hubble-constante.
De constatering dat de twee methodes op gespannen voet staan met elkaar, wordt de ‘Hubble-spanning’ genoemd.
Door de nieuwe gegevens van Pantheon+ en SH0ES is deze Hubble-spanning toegenomen.
In feite is deze nu de zogeheten 5-sigma grens gepasseerd. Dat betekent dat de kans dat de discrepantie op statistisch toeval berust kleiner is dan één op een miljoen.
De Hubble-spanning is dus nog lang niet opgelost. (EE)
(Image Credit: NASA/CXC/U.Texas)
