Astronomen hebben een donker energieprobleem. Enerzijds weten we al jaren dat het universum niet alleen uitbreidt, maar ook versnelt. Er lijkt een donkere energie te zijn die kosmische expansie aandrijft. Aan de andere kant, wanneer we kosmische expansie op verschillende manieren meten, krijgen we waarden die het niet helemaal eens zijn. Sommige methoden clusteren rond een hogere waarde voor donkere energie, terwijl andere methoden clusteren rond een lagere waarde. Aan de andere kant zal er iets moeten worden gegeven om dit mysterie op te lossen.
Het voor de hand liggende antwoord is dat sommige van de metingen van de kosmische expansie onjuist moeten zijn. Het probleem met dit idee is dat deze metingen zeer robuust zijn en meerdere keren zijn getest. Ze lijken ook relatief veel op elkaar. Jarenlang waren de onzekerheden groot genoeg om elkaar te overlappen. Pas sinds de laatste paar jaar, omdat ze nauwkeuriger zijn geworden, hebben we het probleem gezien. Hoewel sommigen hebben beweerd dat donkere energie moet worden geëlimineerd, is de kans groter dat we slechts enkele kleine correcties in ons model nodig hebben.
Een mogelijke correctie zou kunnen zijn om ons begrip van zogenaamde standaardkaarsen te verfijnen. Een manier om kosmische uitzetting te meten, is door objecten met een bekende helderheid te gebruiken om galactische afstanden te meten. Voor grote galactische afstanden wordt dit typisch gedaan door Type Ia supernovae. Deze kunnen optreden wanneer een witte dwerg dicht bij een andere ster draait. Na verloop van tijd kan de witte dwerg materiaal van zijn metgezel vangen, totdat hij een kritische massa bereikt en explodeert als een supernova. Omdat de kritische massa altijd hetzelfde is, exploderen deze supernova's altijd met dezelfde helderheid.
Maar een nieuwe studie van astrochemie suggereert dat dit niet altijd waar is. Verschillende soorten supernovae worden geïdentificeerd door spectraallijnen in hun licht. Type I supernova's vertonen geen tekenen van waterstof in hun spectrum, terwijl Type II supernova's dat wel doen. Dit laatste gebeurt wanneer de kern van een grote ster aan het einde van zijn levensduur instort. Type Ia zijn Type I-supernova's die ook een spectraallijn van geïoniseerd silicium hebben. Het silicium wordt geproduceerd wanneer de grotendeels koolstofwitte dwerg explodeert.
In deze nieuwe studie bestudeerde het team kosmisch mangaan en hoe het zich in de loop van de tijd heeft gevormd. Mangaan wordt geproduceerd in beide soorten supernova's, maar ook in andere elementen zoals ijzer. Maar elk type produceert een andere verhouding tussen mangaan en ijzer. Toen het team deze verhouding over de kosmische tijd mat, bleken ze vrij constant te blijven. Dit is verrassend omdat de bekende snelheden van type I en type II supernovae suggereren dat de verhouding van mangaan in de loop van de tijd zou moeten toenemen.
Een van de manieren waarop deze discrepantie kan worden opgelost, is als Type Ia-supernovae variabeler zijn dan we denken. Het gebruikelijke model suggereert dat witte dwergen van type Ia exploderen op of nabij hun kritische massa-limiet, maar andere modellen suggereren dat ze geënsceneerde ontploffingen kunnen ondergaan. Deze kunnen worden veroorzaakt wanneer een initiële instabiliteit een schokgolf in de ster veroorzaakt die een explosie veroorzaakt voordat de kritische massa wordt bereikt. Of de botsing van twee witte dwergen kan een explosie in meerdere fasen veroorzaken die lijkt op de standaard Type Ia-supernova.
Om de kosmische verhouding mangaan / ijzer in de tijd constant te houden, zou ongeveer driekwart van de type Ia-supernovae van deze andere variëteiten moeten zijn. Als dat waar is, dan is onze standaardkaars toch niet zo standaard en kunnen metingen van donkere energie met deze methode verkeerd zijn.
Hoewel de variantie van supernova's een mogelijkheid is, bewijst deze studie niet dat supernovametingen van donkere energie verkeerd zijn. We hebben meer onderzoeken nodig om te zien of deze voorgestelde variatie correct is.
Referentie: Eitner, P., et al. “Observationele beperkingen op de oorsprong van de elementen. III. De chemische evolutie van mangaan en ijzer. '
