Hur mycket ljus kastar en supernova på universums historia?

Ny forskning från kosmologer vid University of Chicago och Wayne State University bekräftar noggrannheten hos supernovor av typ Ia vid mätning av den takt som universum expanderar. Fynden stöder en allmänt förekommande teori om att universums expansion accelererar och att sådan acceleration kan hänföras till en mystisk kraft som kallas mörk energi. Fynden motverkar de senaste rubrikerna om att Type Ia -supernova inte kan lita på för att mäta universums expansion.

Att använda ljus från en exploderande stjärna som var så ljus som hela galaxer för att bestämma kosmiska avstånd ledde till Nobelpriset i fysik 2011. Metoden bygger på antagandet att, som glödlampor med en känd effekt, alla typ Ia -supernovor tros ha nästan samma maximala ljusstyrka när de exploderar. Sådan konsistens gör att de kan användas som fyrar för att mäta himlen. Ju svagare ljus, ju längre bort stjärnan. Men metoden har utmanats under de senaste åren på grund av fynd det ljus som avges av typ Ia -supernovor verkar mer inkonsekvent än förväntat.

"De data som vi undersökt håller verkligen emot dessa påståenden om bortgången av typ Ia -supernovor som ett verktyg för att mäta universum, "sa Daniel Scolnic, en postdoktor vid UChicagos Kavli-institut för kosmologisk fysik och medförfattare till den nya forskningen som publicerades i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society . "Vi ska inte övertyga oss om dessa andra påståenden bara för att de fick mycket uppmärksamhet, även om det är viktigt att fortsätta ifrågasätta och stärka våra grundläggande antaganden. "

En av de senaste kritikerna av typ Ia -supernovor för mätning drog slutsatsen att dessa supernovas ljusstyrka verkar vara i två olika underklasser, vilket kan leda till problem när man försöker mäta avstånd. I den nya forskningen som leds av David Cinabro, professor vid Wayne State, Scolnic, Rick Kessler, en senior forskare vid Kavli Institute, och andra, de hittade inte bevis för två underklasser av supernovor av typ Ia i data som undersöktes från Sloan Digital Sky Survey Supernovae Search och Supernova Legacy Survey. De senaste tidningarna som utmanar effektiviteten av typ Ia -supernovor för mätning använde olika datamängder.

En sekundär kritik har fokuserat på hur typ Ia -supernovor analyseras. När forskare fann att avlägsna supernovaer av typ Ia var svagare än väntat, de drog slutsatsen att universum expanderar i en accelererande takt. Att accelerationen förklaras genom mörk energi, som forskare uppskattar utgör 70 procent av universum. Den gåtfulla kraften drar isär isär, hindrar tyngdkraften från att bromsa universums expansion.

Ändå är en substans som utgör 70 procent av universum men förblir okänd frustrerande för ett antal kosmologer. Resultatet var en omvärdering av de matematiska verktygen som används för att analysera supernovor som fick uppmärksamhet 2015 genom att argumentera att typ Ia -supernovor inte ens visar att mörk energi existerar i första hand.

Scolnic och kollegan Adam Riess, som vann Nobelpriserna 2011 för upptäckten av det accelererande universum, skrev en artikel för Scientific American 26 oktober, 2016, motbevisar påståendena. De visade att även om de matematiska verktygen för att analysera typ Ia -supernovor används "felaktigt, "Det finns fortfarande en 99,7 procent chans att universum accelererar.

De nya fynden är lugnande för forskare som använder supernovor av typ Ia för att få en allt mer exakt förståelse av mörk energi, sade Joshua A. Frieman, högre personal vid Fermi National Accelerator Laboratory som inte var inblandad i forskningen.

"Effekten av detta arbete kommer att vara att stärka vårt förtroende för att använda typ Ia -supernovor som kosmologiska sonder, " han sa.