Koreaanse astronomen stellen dat supernova’s miljarden jaren geleden minder helder waren dan nu. Daarmee trekken ze het belangrijkste bewijsmateriaal voor de versnelde uitdijing van het heelal in twijfel.

Het heelal dijt steeds sneller uit. Dat ontdekten twee teams van sterrenkundigen in 1998 door supernova’s te bestuderen. Nu claimen Koreaanse wetenschappers echter dat zulke supernova’s zich niet altijd en overal hetzelfde gedragen. Dat zou het beste bewijs voor de versnelde uitdijing van het heelal, toegeschreven aan donkere energie, op losse schroeven zetten.

Handig verschijnsel

Het gaat bij dit soort onderzoek om supernova’s van het type Ia. Die ontstaan als een witte dwerg, het overblijfsel van een niet al te zware ster, materiaal van een ander object naar zich toetrekt. Als dat proces maar lang genoeg doorgaat, bereikt zo’n witte dwerg op een gegeven moment een massa van 1,44 keer die van de zon. Heeft hij die limiet bereikt, dan kan hij exploderen als supernova.

Zwijgend higgsboson
LEES OOK
Zwijgend higgsboson

Doordat alle supernova’s van dit type zijn ontstaan uit objecten met dezelfde massa, hebben ze allemaal bij benadering dezelfde helderheid. En dat maakt ze tot een heel handig verschijnsel voor astronomen. Want als je weet hoe helder een object in werkelijkheid is, kun je uit hoe helder het líjkt vanaf de aarde afleiden hoe ver het hier vandaan staat.

Supernova Type Ia
Een supernova van het type Ia ontstaat als een witte dwerg materie naar zich toetrekt die afkomstig is van bijvoorbeeld de ster waarmee hij een dubbelster vormt. Illustratie: ESA

De ontdekking van de donkere energie uit 1998 is gestoeld op dit verschijnsel. Supernova’s op grote afstand bleken zo’n 20 procent minder helder te zijn dan je zou verwachten. Dat is te verklaren wanneer je aanneemt dat het heelal de laatste paar miljard jaar steeds sneller uitdijt. En zo verscheen de donkere energie ten tonele: een nog onbegrepen verschijnsel dat de sterrenstelsels in het heelal uit elkaar zou drijven.

Zestig stelsels

Dan ga je er echter wel van uit dat elke type-Ia-supernova van zichzelf even helder is, hoe diep je ook het heelal in kijkt. Maar dat is niet zo, stelt Yijung Kang van de Zuid-Koreaanse Yonsei-universiteit nu samen met collega’s in een artikel dat binnenkort verschijnt in het wetenschappelijke tijdschrift The Astrophysical Journal.

Kang en zijn team kwamen tot hun conclusie door te kijken naar supernova’s in zestig sterrenstelsels. De informatie over de supernova’s haalden ze uit de YONSEI SN-catalogus, een database die de gegevens van meer dan 1200 supernova’s bevat. Daarnaast gebruikten ze waarnemingen van de sterrenstelsels waarin deze supernova’s plaatsvonden, gedaan met het Las Campanas-observatorium in Chili en de Multiple Mirror Telescope in de Amerikaanse staat Arizona.

Uit die waarnemingen blijkt, zo schrijven de Koreaanse onderzoekers, dat supernova’s in sterrenstelsels met jonge sterren zwakker zijn dan supernova’s in sterrenstelsels met voornamelijk oude sterren.

Geen donkere energie meer nodig?

Wat betekent dit dan voor de versnelde uitdijing van het heelal? Zoals gezegd is dat verschijnsel ontdekt door te kijken naar supernova’s in verre sterrenstelsels. Belangrijk is daarbij je te realiseren dat hoe verder je het heelal in kijkt, hoe verder je terug in de tijd kijkt. Immers, hoe verder iets zich van ons vandaan bevindt, hoe langer licht erover doet onze telescopen te bereiken. De verre sterrenstelsels waar het hier over gaat, zijn dus sterrenstelsels die we zien zoals ze miljarden jaren geleden waren. Toen bestonden zulke stelsels louter uit jongere sterren – en waren de supernova’s volgens het door Kang en collega’s ontdekte verband dus minder helder.

Maar juist uit het feit dat de supernova’s op grote afstand zwakker waren, concludeerden astronomen in 1998 dat het heelal steeds sneller uitdijt. Als die relatief lage helderheden een andere oorzaak blijken te hebben, zou je geen versnelde uitdijing en donkere energie meer nodig hebben.

‘Serieus te nemen bewijsmateriaal’

Nu is er sinds 1998 ook allerlei ander bewijsmateriaal gevonden voor de versnelde uitdijing van het heelal. In een voetnoot bij hun artikel zeggen de auteurs daar verder niets over te kunnen zeggen. Het persbericht over het onderzoek omschrijft dat andere bewijsmateriaal echter als indirect en haalt studies aan waarin het in twijfel wordt getrokken.

Daarmee is de versnelde uitdijing van het heelal natuurlijk niet afgeserveerd. Maar, zo stellen de Koreanen, ze hebben wel ‘serieus te nemen bewijsmateriaal gevonden’ voor een verandering van lichtkracht bij supernova’s. En dat bewijsmateriaal moet wat hen betreft eerst goed verder onderzocht worden ‘voordat wetenschappers zich verder buigen over de aard van donkere energie’.

Kleine fractie

Kang en zijn team zijn niet de eersten die vraagtekens zetten bij de donkere energie. Enkele maanden geleden schreven we op deze site over het werk van Subir Sarkar, hoogleraar aan de Universiteit van Oxford, die om andere redenen meent dat de versnelde uitdijing van het heelal weleens een illusie zou kunnen zijn.

Sarkar merkt op dat de Koreanen hun conclusies baseren op ‘een subklasse van type-Ia-supernova’s die maar een kleine fractie vormt van de supernova’s die destijds gebruikt werden om de versnelde uitdijing uit af te leiden’. Het lijkt dus raadzaam, zoals de Koreanen zelf ook al aangeven in hun artikel, om meer supernova’s en hun omgevingen te bestuderen.

Ketterij

Toch vindt Sarkar het gevonden verband tussen de lichtkracht van supernova’s en de leeftijden van omringende sterren belangrijk. ‘Het richt de aandacht op de noodzaak om het bewijsmateriaal voor de versnelde uitdijing kritisch te blijven onderzoeken. Het gaat immers om een verschijnsel dat van fundamenteel belang is binnen de natuurkunde. Dan moet het ook aan dezelfde hoge standaarden voldoen als bijvoorbeeld de ontdekking van het higgsdeeltje.’

Sarkar vindt het ‘niet acceptabel’ om het andere bewijsmateriaal voor de versnelde uitdijing aan te voeren als reden om de twijfels rond de supernova’s terzijde te schuiven. ‘Het standaardmodel van de deeltjesfysica is met een veel grotere precisie bevestigd, op veel meer onafhankelijke manieren. Toch zijn deeltjesfysici altijd blijven zoeken naar barstjes in de theorie. Het ‘standaardmodel van de kosmologie’ lijkt daarentegen door astronomen heilig te zijn verklaard; alle kritiek wordt weggezet als ketterij. En dat is geen gezonde houding.’

ruimtetijd
LEESTIP: In het Pocket Science-deel Ruimtetijd vertelt Yannick Fritschy op toegankelijke wijze hoe Einstein ruimte en tijd bijeenbracht. €10,99. Bestel het boek in onze webshop.