Eine immense Sammlung explodierter Sterne wirft eine schwindelerregende Frage erneut auf: Könnte sich die Beschleunigung des Universums gerade verändern?
Um gewaltige Entfernungen zu messen, verwenden Astronomen bestimmte Sternexplosionen, die als Supernovae vom Typ Ia bezeichnet werden. Ihre Helligkeit lässt sich kalibrieren, wodurch sich ihre Entfernung abschätzen lässt. Indem sie diese Entfernung mit der Rotverschiebung ihres Lichts vergleichen, rekonstruieren Forschende, wie sich das Universum im Laufe der Zeit ausgedehnt hat.
Ein internationales Team hat 2.884 wahrscheinlich zum Typ Ia gehörende Supernovae in einem gemeinsamen Datensatz zusammengeführt, der Unite genannt wurde. Er umfasst unter anderem die Kataloge Pantheon+ und DES-SN5YR, der aus dem Dark Energy Survey hervorgegangen ist. Die Arbeit vereint etwa drei Jahrzehnte an Beobachtungen, die mit unterschiedlichen Instrumenten durchgeführt wurden.
Zeitleiste des Universums vom Urknall bis zur Gegenwart.
NASA/WMAP-Wissenschaftsteam · Gemeinfrei
Die Forschenden haben die Beobachtungen mit gemeinsamen Methoden neu ausgewertet. Insbesondere haben sie die Auswahl der Supernovae und die Korrekturen für beobachtungsbedingte Verzerrungen vereinheitlicht. Auch die Masse der Galaxien, in denen diese Explosionen stattfinden, wurde für mehr als 98 % der Stichprobe einheitlich neu berechnet.
Warum so viele Vorsichtsmaßnahmen? Das empfangene Licht kann auf seinem Weg verändert werden. Staub, die Eigenschaften der Wirtsgalaxie oder auch der Gravitationseffekt großer Massen können die Messungen leicht verfälschen. Bei Tausenden von Objekten können sich diese kleinen Abweichungen auf das Endergebnis auswirken.
Mit den Supernovae lässt sich anschließend die Dunkle Energie untersuchen, die Bezeichnung für das mit der beschleunigten kosmischen Expansion verbundene Phänomen. Im Standardmodell der Kosmologie bleibt diese Komponente im Laufe der Zeit konstant. Unite reicht allein nicht aus, um zu belegen, dass sie sich verändert. Daher kombinierten die Forschenden ihre Messungen mit der fossilen Strahlung des Urknalls und Karten zur Verteilung der Galaxien.
Mit diesen zusammengeführten Daten stimmt ein Modell mit variabler Dunkler Energie besser mit bestimmten Messungen überein als ein Modell, in dem sie konstant bleibt. Diese Ergebnisse sind noch kein Beweis für eine nicht konstante Dunkle Energie. Sie verstärken vielmehr eine Anomalie, die bereits in anderen aktuellen Untersuchungen aufgetreten ist, insbesondere beim Dark Energy Spectroscopic Instrument.
Der Unite-Katalog muss noch einen konkreten Schritt bewältigen. Die Autoren planen, die Entfernungsmessungen und die zugehörigen statistischen Werkzeuge nach der Annahme ihres Artikels öffentlich zugänglich zu machen. Andere Teams können dann die Berechnungen reproduzieren, diese Supernovae mit künftigen Untersuchungen kombinieren und prüfen, ob die Abweichung mit einer größeren Datenmenge bestehen bleibt.