Universums expansion mäts med supernova

Hur snabbt utvidgas egentligen universum? Motsägelsefulla mätningar har satt myror i huvudet på kosmologer. En uppmärksammad supernova ger en ny pusselbit.

Publicerad

Supernovan Refsdal är uppkallad efter den norska astrofysikern Sjur Refsdal. Han föreslog redan på 1960-talet metoden att mäta universums expansion med hjälp av tidsfördröjningen mellan olika observationer av samma supernova genom en gravitationslins. 2014 syntes supernovan fyrdubbelt i en formation som kallas Einsteinkors, i bilden S1–S4.
Bild: P.L. Kelly et al., Science 10.1126/science.abh1322 (2023)

Supernovan Refsdal upptäcktes 2014 i fyra versioner då ljuset från den tagit flera olika vägar runt en massiv galax i en galaxhop. Gravitationen från galaxerna kröker rumtiden och fungerar som en lins, som böjer ljuset och gör att flera kopior av supernovan syns på teleskopbilden. En del av ljuset tog dessutom ytterligare en annan och längre väg genom galaxhopen och nådde observatörer på jorden först ett år senare.

Fördröjningen mellan observationen av supernovan 2014 och 2015 har nu analyserats av forskare som sammanställt olika modeller av galaxhopen för att förstå gravitationslinsen noggrannare. På så vis fick de fram ett mått på Hubblekonstanten H0, som anger hur fort universum expanderar i dag.

Mätningar med skilda resultat

Under de senaste åren har forskare brottats med att olika mätningar av universums utvidgning inte stämmer överens. Värdet på H0 blir antingen cirka 68 eller cirka 74 kilometer per sekund per miljon parsek (en parsek är 3,26 ljusår), beroende på hur mätningen görs. Den nya analysen ger ett värde på ungefär 67 kilometer per sekund per miljon parsek.

Edvard Mörtsell, professor vid Stockholms universitet som själv driver ett forskningsprojekt för att försöka lösa problemet med Hubblekonstanten, har läst den nya studien och tycker att den är bra.

– Det är definitivt rätt väg att gå, men saken är inte avgjord ännu, säger Edvard Mörtsell.

Fler gravitationslinser behövs

Han söker efter just sådana supernovor som syns genom gravitationslinser. Samtidigt förklarar han att de är svåra att tolka. Mätningen kan inte bli bättre än modellen av hur massan är fördelad i galaxhopen som vränger ljuset. Det är ett mycket komplicerat problem, så det skulle kunna finnas större fel i mätningen än vad forskarna har uppskattat, menar Edvard Mörtsell.

För att lösa problemet med universums expansion behöver forskarvärlden också förstå i detalj varför de olika mätningarna inte stämmer överens och vad det betyder för de kosmologiska modellerna. Edvard Mörtsell hoppas mycket på just den här metoden med att leta efter supernovor som syns flera gånger genom gravitationslinser.

– Man hittar mer och mer av de här linsade systemen, så om ett par år vet vi kanske lite mer, säger han.

Det nya rymdteleskopet James Webb hittar redan många lovande gravitationslinser, och det snart färdiga Vera Rubin-observatoriet beräknas upptäcka många fler.

F&F söker en redaktör

Jobba på Forskning & Framsteg

Vi söker en redaktör för Tiktok, Youtube och Instagram.

Läs mer här!

Prenumerera på Forskning & Framsteg!

10 nummer om året och dagliga nyheter på webben med vetenskapligt grundad kunskap.

Beställ idag
Publicerad

Upptäck F&F:s arkiv!

Se alla utgåvor