Wie Supernovae unser Bild des Kosmos in die Irre geführt haben könnten

Dunkle Energie und die Expansion des Universums neu überdenken

Wenn die Maßstäbe des Universums zerbrechen

Seit Jahrzehnten haben Astronomen einer besonderen Art von explodierenden Sternen vertraut – den Typ-Ia-Supernovae – als präzise kosmische Maßstäbe. Diese leuchtstarken Explosionen galten als überall gleich hell, sodass sich mit ihnen Entfernungen messen und die Expansionsgeschwindigkeit des Universums kartieren ließ.

Diese Idee der „Standardkerze“ bildete die Grundlage einiger der größten Entdeckungen der Kosmologie, darunter die Behauptung, dass sich die Expansion des Universums beschleunigt. Nun legt neue Forschung nahe, dass diese Explosionen nicht so einheitlich sind, wie man dachte – und das könnte die Fundamente der modernen Kosmologie erschüttern.

Wie Typ-Ia-Supernovae zu „Standardkerzen“ wurden

Laut WPtech entstehen Typ-Ia-Supernovae auf den Oberflächen von Weißen Zwergen, den dichten Überresten sonnenähnlicher Sterne. In einem engen Doppelsternsystem kann ein Weißer Zwerg Material von seinem Begleiter absaugen.

Während sich dieses gestohlene Gas ansammelt, wächst die Masse des Weißen Zwergs, bis sie eine kritische Grenze überschreitet und eine thermonukleare Explosion in den äußeren Schichten auslöst. Da man annahm, dass diese kritische Masse immer gleich sei, behandelten Astronomen die daraus entstehenden Explosionen als gleich hell.

Eine verborgene Variable – das Alter der Sterne

WPtech berichtet, dass die neue Studie dieses einfache Bild in Frage stellt. Die Forscher fanden heraus, dass die Helligkeit von Typ-Ia-Supernovae vom Alter der Sternpopulation abhängt, aus der der Weiße Zwerg hervorgegangen ist.

In ihrer Analyse von rund 300 Galaxien konnten sie mit einer Signifikanz von 5,5 Sigma zeigen, dass Supernovae aus jüngeren Sternpopulationen systematisch schwächer sind, während jene aus älteren Populationen heller erscheinen.

Das bedeutet, dass Typ-Ia-Supernovae keine wirklich einheitlichen „Kerzen“ sind – ihr Licht enthält feine Hinweise auf die Geschichte der Sterne, die sie hervorgebracht haben. Wenn Entfernungsschätzungen diesen Effekt ignorierten, könnten viele frühere Berechnungen zur Expansionsgeschwindigkeit des Universums verzerrt sein.

Dunkle Energie und kosmische Expansion neu gedacht

Laut WPtech stellten die Forscher bei einer erneuten Analyse der Supernova-Daten – diesmal unter Berücksichtigung des Alters der zugrunde liegenden Sternpopulationen – etwas Erstaunliches fest: Die Expansion des Universums scheint sich nicht zu beschleunigen, sondern eher zu verlangsamen.

Das deutet darauf hin, dass die Dunkle Energie, die lange als konstante treibende Kraft galt, sich im Laufe der Zeit verändern könnte.

Das Ergebnis deckt sich mit anderen Hinweisen, darunter die bislang größte Galaxienkarte, die ebenfalls auf einen nachlassenden Einfluss der Dunklen Energie hindeutet. Sollte sich dies bestätigen, könnte es helfen, die langjährige Hubble-Spannung – den Widerspruch zwischen verschiedenen Messungen der Expansionsrate – zu lösen und dazu zwingen, das Schicksal des Universums neu zu überdenken.

Die „Revolution“ auf dem Prüfstand

WPtech merkt an, dass Wissenschaftler bereits weitere Tests dieses provokativen Ergebnisses planen. Eine Schlüsselrolle wird dabei das Vera C. Rubin Observatory mit seiner LSST-Himmelsdurchmusterung spielen.

In den nächsten fünf Jahren sollen seine Instrumente präzise photometrische Daten für etwa 20.000 neue Galaxien liefern – eine enorme Erweiterung der Stichprobe, mit der Typ-Ia-Supernovae und ihre Umgebungen untersucht werden.

Erst dann wird sich zeigen, ob wir lediglich eine kleine Korrektur erleben – oder eine echte Revolution in der Kosmologie.

Wenn das Universum seine Geschichte ändert

Die Vorstellung, dass explodierende Sterne uns über das Schicksal des Universums in die Irre geführt haben könnten, klingt dramatisch – doch genau so schreitet Wissenschaft voran.

Annahmen werden überprüft, Muster hinterfragt, und selbst die zuverlässigsten Werkzeuge erweisen sich manchmal als komplexer als gedacht.

Ob Typ-Ia-Supernovae künftig von „Standardkerzen“ zu „Standardkerzen mit Kontext“ herabgestuft oder einfach neu kalibriert werden, wie WPtech schreibt – sie stehen erneut im Zentrum der größten Fragen der modernen Kosmologie.