August M
Att ompröva mörk energi och universums expansion
Att ompröva mörk energi och universums expansion
När universums måttstockar brister
I årtionden har astronomer litat på en särskild typ av exploderande stjärnor – typ Ia-supernovor – som exakta kosmiska måttstockar. Dessa lysande explosioner antogs ha samma inneboende ljusstyrka överallt, vilket gjorde det möjligt att mäta avstånd och kartlägga hur snabbt universum expanderar.
Denna idé om ”standardljus” låg till grund för några av de största upptäckterna inom kosmologin, inklusive slutsatsen att universums expansion accelererar. Nu antyder ny forskning att dessa explosioner inte är så enhetliga som man trott – och det kan skaka om grunderna för den moderna kosmologin.
Hur typ Ia-supernovor blev ”standardljus”
Enligt WPtech uppstår typ Ia-supernovor på ytan av vita dvärgar, de täta resterna av solliknande stjärnor. I ett tätt binärt system kan en vit dvärg dra till sig material från sin följeslagare.
När den stulna gasen samlas på ytan ökar dvärgens massa tills den passerar en kritisk gräns och utlöser en termonukleär explosion i sina yttre lager. Eftersom denna kritiska massa antogs vara densamma varje gång, betraktade astronomerna de resulterande explosionerna som lika ljusstarka.
En dold variabel – stjärnornas ålder
WPtech rapporterar att den nya studien utmanar denna snygga modell. Forskarna fann att ljusstyrkan hos typ Ia-supernovor beror på åldern hos den stjärnpopulation som gav upphov till den vita dvärgen.
I sin analys av cirka 300 värdgalaxer visar de, med en signifikans på 5,5 sigma, att supernovor från yngre stjärnpopulationer är systematiskt svagare, medan de från äldre populationer är ljusare.
Det betyder att typ Ia-supernovor inte är helt enhetliga ljus – deras ljus bär på subtil information om historien hos stjärnorna som skapade dem. Om detta inte beaktats i tidigare beräkningar kan många uppskattningar av hur snabbt universum expanderar vara snedvridna.
Att omvärdera mörk energi och kosmisk expansion
Enligt WPtech fann forskargruppen något anmärkningsvärt när de analyserade supernovadata på nytt med hänsyn till stjärnpopulationernas ålder: universums expansion verkar inte längre accelerera, utan snarare sakta in.
Detta antyder att den mörka energin – länge betraktad som en konstant drivkraft bakom accelerationen – faktiskt kan förändras över tid.
Resultatet överensstämmer med andra ledtrådar, bland annat den hittills största galaxkartan, som också pekar på ett försvagande inflytande från mörk energi. Om detta bekräftas kan det bidra till att mildra den långvariga Hubble-konflikten – skillnaden mellan olika mätningar av expansionshastigheten – och tvinga forskare att ompröva universums slutliga öde.
Att sätta ”revolutionen” på prov
WPtech noterar att forskare redan planerar fler tester av detta provocerande resultat. En nyckelroll kommer att spelas av Vera C. Rubin-observatoriet och dess LSST-himmelsundersökning.
Under de kommande fem åren förväntas dess instrument leverera exakta fotometriska data för omkring 20 000 nya galaxer, vilket avsevärt utökar det urval som används för att studera typ Ia-supernovor och deras omgivningar.
Först då kommer det att stå klart om vi bevittnar en mindre justering – eller en verklig revolution inom kosmologin.
När universum ändrar sin berättelse
Tanken att exploderande stjärnor kan ha vilselett oss om universums öde låter dramatisk – men det är också så vetenskapen går framåt.
Antaganden prövas, mönster granskas, och till och med de mest tillförlitliga verktygen visar sig ibland vara mer komplicerade än vi trott.
Oavsett om typ Ia-supernovor i framtiden degraderas från ”standardljus” till ”standardljus med sammanhang” – som WPtech uttrycker det – står de återigen i centrum för kosmologins största frågor. Universum har inte förändrats, men vår berättelse om det kan vara på väg att göra det.
