Najnowsze badania wskazują, że różnorodność mechanizmów termojądrowych powoduje rozbieżności w pomiarach tempa ekspansji kosmosu. Konsekwencje mogą zmienić nasze rozumienie ciemnej energii.
Supernowe typu Ia od dziesięcioleci służą astronomom jako świece standardowe do pomiaru odległości kosmicznych. Jednak najnowsze analizy zbioru Pantheon+, zawierającego jedne z największych próbek supernowych Ia skompilowanych do badań kosmologicznych, ujawniają niepokojący problem: te obiekty nie są tak jednorodne, jak dotąd sądziliśmy.
Międzynarodowy zespół badaczy wykazał, że supernowe typu Ia mogą rozwijać się wzdłuż wielu ścieżek ewolucji termojądrowych. Dowody tej różnorodności kryją się w kształcie i naturze krzywych blasku poszczególnych supernowych. Fakt ten ma głębokie implikacje dla kosmologii, ponieważ opiera się ona na założeniu jednorodności – podstawowym wymogiem przy wykorzystywaniu świec standardowych do mapowania wszechświata.
Ta niejednorodność wcale nie jest marginalna. Kiedy naukowcy przeanalizowali zbiór Pantheon+ uwzględniając różnorodność termojądrową, odkryli systematyczne efekty wpływające na precyzję pomiarów. W szczególności okazało się, że mogą one wyjaśniać część napięcia Hubble'a – słynnego problemu opisującego rozbieżność między pomiarem stałej Hubble'a z wczesnego Wszechświata (około 67 kilometrów na sekundę na megaparsek) a obserwacjami bliskiego Wszechświata (około 73 km/s/Mpc).
Poprzez szczegółową analizę metrycznych charakterystyk każdej supernowej oraz selekcję wydarzeń na podstawie nowych kryteriów, naukowcy uzyskali ulepszoną ocenę parametru Hubble'a-Lemaître'a. Po uwzględnieniu różnorodności termojądrowych scenariuszy napięcie uległo zmniejszeniu. Dodatkowo, skorygowane podzbiory danych wykazały preferencję dla płaskiego Wszechświata z parametrami równania stanu ciemnej energii zbliżonymi do przewidywań standardowego modelu kosmologicznego.
Te odkrycia zmuszają nas do przeformułowania strategii dotyczącej precyzyjnych wnioskowań kosmologicznych opartych na supernowych typu Ia. Zamiast traktować wszystkie te obiekty jednakowo, musimy rozpoznać i uwzględniać różne scenariusze ich wybuchów termojądrowych. Wyniki badań otwierają nową perspektywę na rozwiązanie jednego z największych zagadnień nowoczesnej kosmologii.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- Does the Hubble tension arise from heterogeneity in Type-Ia supernovae?
- Thermonuclear diversity and the Hubble tension
Źródło: Astrobites
Na ilustracji: Wizja artystyczna supernowej typu Ia przed i po wybuchu. Źródło: ESO
