Astronomen haben Mühe, die Diskrepanzen bei der Messung der Expansionsrate des Universums mit verschiedenen Methoden zu verstehen, und suchen verzweifelt nach einer kreativen Idee, um die Spannung zu brechen. Eine neue Methode, die einige der ältesten Sterne des Universums einbezieht, könnte genau das Richtige tun.
Astronomen haben verschiedene Methoden, um die heutige Expansionsrate des Universums, die als Hubble-Konstante bekannt ist, zu messen. Eine gängige Methode ist die Messung des Helligkeit entfernter Supernovae . Eine andere Methode besteht darin, das übrig gebliebene Licht aus dem frühen Universum zu untersuchen, das als bekannt ist kosmischer Mikrowellenhintergrund . Diese beiden Messungen stimmen jedoch nicht überein.
„Eine der spannendsten Fragen in der Kosmologie heute ist, ob in unserem aktuellen Verständnis der Entwicklung des Universums neue Physik fehlt. Eine aktuelle Diskrepanz bei der Messung der Hubble-Konstante könnte auf eine neue physikalische Eigenschaft des Universums oder, banaler, auf unerkannte Messunsicherheiten hinweisen“, sagte Wendy L. Freedman, Professorin für Astronomie und Astrophysik an der John and Marion Sullivan University.
Betreten Sie die J-Region Asymptotic Giant Branch (JAGB) Sterne, die eine besondere Art von roter Riese mit viel Kohlenstoff in ihrer Atmosphäre.
Wie helfen JAGB-Stars? Sie scheinen eine nahezu normale Helligkeit zu haben, was bedeutet, dass wir die Helligkeit, die wir messen, mit der Helligkeit vergleichen können, von der wir wissen, dass sie die Entfernung zu ihnen berechnen müssen. Indem wir diese Messung mit der Rezessionsgeschwindigkeit ihrer Wirtsgalaxien kombinieren, können wir die Expansionsrate des Universums unabhängig von Supernovae und dem kosmischen Mikrowellenhintergrund schätzen.
„Wir haben empirisch beobachtet, dass diese Sterne von Galaxie zu Galaxie eine bekannte intrinsische Helligkeit aufweisen“, sagte die Astrophysikerin und Absolventin der University of Chicago Abigail Lee, Hauptautorin einer neuen Studie, die die Verwendung von JAGB-Sternen zur Messung der Expansionsrate untersucht.
Als Bonus neigen JAGB-Sterne dazu, sehr hell zu sein, was es Astronomen ermöglicht, sie in sehr weit entfernten Galaxien zu entdecken.
Diese Technik steckt noch in den Kinderschuhen und erfordert viel Gegenprüfung und Validierung bevor es uns helfen kann, die moderne Spannung in der Hubble-Konstante aufzulösen.
„Da diese Methode relativ neu ist, war das Ziel dieses Projekts zu sehen, ob sie mit anderen Entfernungsindikatoren in Präzision und Genauigkeit mithalten kann“, sagte Lee.
Zu Beginn zielte das Team auf die Wolf-Lundmark-Melotte-Galaxie, die sich im Außenbezirke unserer lokalen galaktischen Gruppe . Sie verglichen die mit JAGB-Sternen erhaltene Entfernung mit anderen Methoden und fanden große Übereinstimmung, was darauf hindeutet, dass diese Methode in zukünftigen Studien eine entscheidende Gegenprobe sein könnte.
„Wir haben den Wert der Hubble-Konstanten nicht genau im Griff, daher ist dies eine wirklich wichtige Arbeit, um eines der derzeit größten Probleme in der Kosmologie anzugehen“, sagte Lee.
