In 1998 ontdekten twee afzonderlijke teams van astrofysici, die telescopen gebruikten van het Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) en het Kitt Peak National Observatory, dat het heelal steeds sneller uitdijt.
Dit fenomeen wordt toegeschreven aan een mysterieuze entiteit – donkere energie geheten – die ongeveer 70% van ons heelal uitmaakt. De ontdekking, gebaseerd op waarnemingen van een bepaalde klasse van exploderende sterren, type Ia supernovae genaamd, kwam als een verrassing, omdat de astrofysici destijds verwachtten dat de uitdijing van het heelal afneemt.
Nu, 25 jaar na de bijzondere ontdekking, hebben wetenschappers die werken aan de Dark Energy Survey (DES) de resultaten vrijgegeven van een onderzoek waarbij dezelfde techniek is gebruikt om de uitdijingsgeschiedenis van het heelal nog nauwkeuriger in kaart te brengen.
De resultaten, die vandaag zijn gepresenteerd tijdens de 243e bijeenkomst van de American Astronomical Society in New Orleans (VS), zijn in overeenstemming met het huidige kosmologische standaardmodel van een heelal dat versnelt uitdijt. Maar helemaal rotsvast zijn de bevindingen niet. Bij waarnemingen van ongeveer twee miljoen verre sterrenstelsels ontdekte het DES-team enkele duizenden supernovae, waarmee dit de grootste en diepste inventarisatie van supernovae is die ooit met één telescoop is verkregen.
Vervolgens gebruikten de onderzoekers geavanceerde machine-learningtechnieken om de supernovae te classificeren en daarin 1499 waarschijnlijke supernovae van type Ia aan te wijzen.
Deze grote steekproef van supernovae, die een groot aantal afstanden bestrijkt, kan worden gebruikt om de geschiedenis van de kosmische uitdijing te reconstrueren. Voor elke supernova combineren wetenschappers de afstand met een meting van de roodverschuiving – hoe snel de supernova zich van de aarde verwijdert als gevolg van de uitdijing van het heelal. Tezamen kunnen deze twee factoren inzicht geven in de vraag of de dichtheid van de donkere energie in het heelal constant is gebleven of mettertijd is veranderd. Het kosmologische standaardmodel staat bekend als ΛCDM – de afkorting van ‘Lambda koude donkere materie’.
Dit wiskundige model beschrijft hoe het heelal evolueert aan de hand van slechts een paar kenmerken, zoals de materiedichtheid, het soort materie en het gedrag van donkere energie. Terwijl ΛCDM ervan uitgaat dat de dichtheid van donkere energie in het heelal constant is in de loop van de kosmische tijd, en niet afneemt terwijl het heelal uitdijt, wijzen de resultaten van de DES Supernova Survey erop dat dit misschien niet klopt.
Er zijn aanwijzingen dat donkere energie in de loop van de tijd verandert en dat het ΛCDM-model niet geheel voldoet. Mogelijk is een complexere verklaring nodig. (EE) (Image Credit: DES Collaboration/NOIRLab/NSF/AURA/M. Zamani)
