Mörk energi härskar i Universum!

Dessa nya rön rapporteras i ett kommande nummer av The Astrophysical Journal (se även http://supernova.lbl.gov) av “Supernova Cosmology Project” (SCP), en internationell forskargrupp med deltagare från Stockholms universitet, USA, Frankrike, Storbritannien, Japan, Chile och Spanien.

Bilder av supernovor från rymdteleskopet Hubble påverkas inte av jordatmosfären och är därför skarpare och tydligare än motsvarande mätningar från markbaserade teleskop.

Typ Ia supernovaexplosioner är en av astronomins bästa “standardljuskällor”. Supernovor tillhör de mest energirika händelserna i universum och kan detekteras även på miljarder ljusårs avstånd. Under några veckor lyser en supernova av typ Ia starkare än hela galaxen som den befinner sig i, den s.k. värdgalaxen. Ljuset från sådana explosioner används för att bestämma avstånd i universum. Eftersom explosionens styrka anses vara känt kan man direkt översätta det uppmätta ljusflöde i hur långt bort strålningskällan befann sig vid utbrottet. Om man dessutom mäter spektrallinjernas rödförskjutning kan man studera hur avstånden i universum har ändrats med tiden sedan stora smällen ägde rum.

Den nya studien bekräftar upptäckten att universums expansion accelererar pga den okända energin som genomsyrar kosmos, ett resultat som först rapporterades av “Supernova Cosmology Project” 1998, den gången från mätningar av ett femtiotal supernovor med hjälp av markbaserade teleskop.

Ett konkurrerande forskarlag, the High-Z Supernova Search Team, presenterade samtidigt mätningar på ytterliggare 14 supernovor med liknande resultat.

Alternativa förklaringar till observationerna
Supernovabilder tagna med rymdteleskop är mycket skarpare än från markbaserade teleskop, eftersom dessa inte påverkas av jordens atmosfär. De nya HST-bilderna har bl.a. använts för att testa om supernovornas ljus har påverkats av stoftpartiklar i värdgalaxerna. Stoft kan sprida och absorbera ljus från supernovan och därmed påverka den uppmätta intensiteten. Skillnaden är dock att supernovans ljus skulle se rödare ut, precis som solen gör vid solnedgången på grund av påverkan av stoftpartiklar i vår atmosfär. Analysen av de nya data leddes av Robert A. Knop från Vanderbilt universitet i USA. Forskarlaget kunde mäta “färgen” på mycket avlägsna supernovor och fann inga tecken på att dessa påverkats i högre grad än närliggande supernovor av stoft i värdgalaxerna. Därmed har en stor osäkerhet kring de kosmologiska mätningarna röjts.

– Att kunna utesluta den typen av effekter som påverkar observationer av supernovor är avgörande för tolkningen av studierna om universums innehåll, säger Ariel Goobar, professor i experimentell astropartikelfysik vid stockholms uniersitet.

Enligt Goobar utesluter de nya mätningarna misstankarna om att supernovornas låga ljusstyrka som använts som bevis för att universum expanderat allt snabbare under de senaste 7 miljarder år, skulle i själva verket bero på att ljuset från de avlägsna supernovorna absorberas av stoft i galaxerna där stjärnexplosionerna inträffat. De nya data ger också en bättre uppskattning av andelen mörk energi som driver den accelererande expansionen.

Forskarnas resultat visar att 25 procent av universum består av materia medan 75 procent utgörs av mörk energi. Dessutom ger de nya mätningarna en bättre uppfattning om “fjädringen” av mörka energin, dvs. trycket med vilken den driver universums expansion i förhållande till mörka energins täthet. Den populäraste förklaringen bland kosmologerna om mörka energin, att det skulle röra sig om vad Einstein kallade “kosmologiska konstanten” är alltjämt konsistent med de nya resultaten. Å andra sidan utesluter de nya data vissa varianter av teorier som kallas “kvintessens”.

Framtiden: SNAP satelliten
Supernovor med hög rödförskjutning utgör de bästa mätobjekten för att studera mörka energin och slutligen avgöra dess natur. Studierna med Hubbleteleskopet visar att dessa explosioner observeras bäst med rymdteleskop, opåverkade av jordens atmosfär. I framtiden hoppas forskarna att kunna använda sig av “SuperNova Acceleration Probe”. SNAP projektet som leds av Saul Perlmutter från Berkeley laboratoriet och där Goobar och flera andra forskare från Stockholms universitet deltar, är ett rymdinstrument speciellt designat för att studera extremt avlägsna supernovor.

SNAP-satelliten förväntas upptäcka tusentals Typ Ia supernovor strax efter att explosionerna inträffat och kunna följa deras utveckling tills dessa falnat. Tack vare en mycket noggrann kartläggning av universums expansionshistoria hoppas forskarna kunna förstå mörka energins egenskaper.

För mer information och bilder kontakta professor Ariel Goobar, Fysikum, AlbaNova Universitetscentrum, tfn 08- 5537 8659, e-post ariel@physto.se