Måling af universet med stjerneeksplosioner

Et internationalt hold på 23 forskere ledet af Maria Dainotti, adjunkt ved National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), har analyseret arkivdata for kraftige kosmiske eksplosioner fra stjerners død og fundet en ny måde at måle afstande i det fjerne univers på.

Uden vartegn i rummet er det meget svært at få en følelse af dybde. En teknik, astronomer bruger, er at lede efter "standardlys", objekter eller begivenheder, hvor den underliggende fysik dikterer, at den absolutte lysstyrke (det du ville se, hvis du var lige ved siden af) altid er den samme. Ved at sammenligne denne beregnede absolutte lysstyrke med den tilsyneladende lysstyrke (det der faktisk observeres fra Jorden), er det muligt at bestemme afstanden til standardlyset, og i forlængelse heraf andre objekter i samme område.

Manglen på standardlys, der er klare nok til at blive set mere end 11 milliarder lysår væk, har hindret forskning i det fjerne univers. Gammastråleudbrud (GRB'er), strålingsudbrud produceret af massive stjerners død, er lyse nok, men deres lysstyrke afhænger af eksplosionens karakteristika.

Holdet tog imod udfordringen med at forsøge at bruge disse lyse begivenheder som standardlys og analyserede arkivdata for observationer af synligt lys af 500 GRB'er taget af verdensførende teleskoper såsom Subaru Telescope (ejet og drevet af NAOJ), RATIR og satellitter såsom Neil Gehrels Swift Observatory.

Ved at studere lyskurvens mønster af, hvordan GRB lysner og dæmpes over tid, identificerede holdet en klasse på 179 GRB'er, som har fælles træk og sandsynligvis er forårsaget af lignende fænomener. Ud fra karakteristikaene af lyskurverne var holdet i stand til at beregne en unik lysstyrke og afstand for hver GRB, som kan bruges som et kosmologisk værktøj.

Disse resultater vil give ny indsigt i mekanikken bag denne klasse af GRB'er og give et nyt standardlys til at observere det fjerne univers. Hovedforfatter Dainotti havde tidligere fundet et lignende mønster i røntgenobservationer af GRB'er, men observationer af synligt lys er blevet afsløret for at være mere nøjagtige til at bestemme kosmologiske parametre.

Disse resultater blev vist i The Astrophysical Journal Supplement Series den 21. juli 2022. + Udforsk yderligere

Kilonovae:Baghold for standardlyset i sin egen rede