Astronomen berekenden onlangs dat de afstand tot het relatief nabije sterrenstelsel M33 (ook bekend als het Triangulum-sterrenstelsel) ongeveer 15% verder is dan eerder geschat. Deze meting betekent dat de Hubble-constante - die astronomen gebruiken om afstanden in het heelal te meten - ook kan worden uitgeschakeld. Het heelal is misschien wel 15% groter dan eerder werd aangenomen.
Die intergalactische roadtrip naar Triangulum gaat iets langer duren dan je had gepland.
Een astronoom van de Ohio State University en zijn collega's hebben vastgesteld dat het Triangulum-sterrenstelsel, ook wel bekend als M33, ongeveer 15 procent verder van ons sterrenstelsel verwijderd is dan eerder gemeten.
Deze bevinding impliceert dat de Hubble-constante, een getal waarop astronomen vertrouwen om een groot aantal factoren te berekenen, waaronder de grootte en de leeftijd van het heelal, ook aanzienlijk van de plank zou kunnen zijn.
Dat betekent dat het universum 15 procent groter en 15 procent ouder zou kunnen zijn dan eerdere berekeningen suggereerden.
De astronomen kwamen tot deze conclusie nadat ze een nieuwe methode hadden uitgevonden voor het berekenen van intergalactische afstanden, een methode die nauwkeuriger en veel eenvoudiger is dan standaardmethoden. Kris Stanek, universitair hoofddocent astronomie aan de staat Ohio, en zijn coauteurs beschrijven de methode in een paper dat in de Astrophysical Journal verschijnt (astro-ph / 0606279).
In 1929 formuleerde Edwin Hubble de kosmologische afstandswet die de Hubble-constante bepaalt. Wetenschappers zijn het door de jaren heen oneens geweest over de exacte waarde van de constante, maar de huidige waarde wordt geaccepteerd sinds de jaren vijftig. Astronomen hebben sindsdien andere kosmologische parameters ontdekt, maar de Hubble-constante en de bijbehorende methoden voor het berekenen van de afstand zijn niet veranderd.
"De Hubble-constante was de enige parameter die we redelijk goed kenden, en loopt nu achter. Nu weten we sommige dingen een stuk beter dan we de Hubble-constante kennen, 'zei Stanek. "Tien jaar geleden wisten we niet eens dat er donkere energie bestond. Nu weten we hoeveel donkere energie er is - beter dan we de constante van Hubble kennen, die al bijna 80 jaar bestaat. '
Toch zei Stanek dat hij en zijn collega's niet met dit werk begonnen om de waarde van de Hubble-constante te veranderen. Ze wilden gewoon een eenvoudigere manier vinden om afstanden te berekenen.
Om de afstand tot een ver sterrenstelsel te berekenen met behulp van de Hubble-constante, moeten astronomen verschillende complexe stappen van gerelateerde vergelijkingen doorlopen en afstanden opnemen tot dichterbijgelegen objecten, zoals de Grote Magelhaense Wolk.
'Bij elke stap stap je fouten op', zei Stanek. "We wilden een onafhankelijke afstandsmeting - een enkele stap die op een dag zal helpen met het meten van donkere energie en andere dingen."
De ontwikkeling van de nieuwe methode heeft 10 jaar geduurd. Ze bestudeerden M33 in optische en infrarood golflengten, en controleerden en hercontroleerden metingen die normaal als vanzelfsprekend worden beschouwd. Ze gebruikten telescopen in alle soorten en maten, van vrij kleine telescopen van 1 meter tot de grootste ter wereld: de 10 meter telescopen van het Keck Observatory in Hawaï.
"Technologisch gezien moesten we voorop lopen om dit te laten werken, maar het basisidee is heel eenvoudig", zei hij.
Ze bestudeerden twee van de helderste sterren in M33, die deel uitmaken van een binair systeem, wat betekent dat de sterren om elkaar heen draaien. Vanaf de aarde gezien overschaduwt de ene ster de andere elke vijf dagen.
Ze maten de massa van de sterren, wat hen vertelde hoe helder die sterren zouden zijn als ze in de buurt waren. Maar de sterren lijken in feite zwakker omdat ze ver weg zijn. Het verschil tussen de intrinsieke helderheid en de schijnbare helderheid vertelde hen hoe ver de sterren verwijderd waren - in één enkele berekening.
Tot hun verbazing was de afstand 15 procent verder dan ze hadden verwacht: ongeveer 3 miljoen lichtjaar verwijderd, in plaats van 2,6 miljoen lichtjaar zoals bepaald door de Hubble-constante.
Als deze nieuwe afstandsmeting correct is, kan de werkelijke waarde van de Hubble-constante 15 procent kleiner zijn - en het universum kan 15 procent groter en ouder zijn - dan eerder werd gedacht.
"Onze foutenmarge is nu 6 procent, wat eigenlijk best goed is", zei Stanek. Vervolgens kunnen ze dezelfde berekening uitvoeren voor een ander sterrenstelsel in M33 om hun fout verder te verminderen, of ze kunnen naar het nabijgelegen Andromeda-sterrenstelsel kijken. Het soort binaire systemen waarnaar ze op zoek zijn, is relatief zeldzaam, zei hij, en het zou waarschijnlijk nog minstens twee jaar duren om alle noodzakelijke metingen te krijgen om de berekening te herhalen.
Stanek's coauteurs op het papier zijn Alceste Bonanos van het Carnegie Institute of Washington, Rolf-Peter Kudritzki van de University of Hawaii en Lucas Macri van de National Optical Astronomy Observatory, evenals astronomen van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Copernicus Astronomical Centrum in Polen, het Herzberg Institute of Astrophysics in Canada, Liverpool John Moores University in het Verenigd Koninkrijk en het Astronomical Institute van de University of Erlangen-Nuremberg in Duitsland.
Dit werk werd gefinancierd door NASA en de National Science Foundation.
Oorspronkelijke bron: Ohio State University
