Astronomer har et mørkt energiproblem. På den ene siden har vi i årevis visst at universet ikke bare ekspanderer, men akselererer. Det ser ut til å være en mørk energi som driver kosmisk ekspansjon. På den annen side når vi måler kosmisk ekspansjon på forskjellige måter, får vi verdier som ikke helt er enige. Noen metoder klynger seg rundt en høyere verdi for mørk energi, mens andre metoder klynger seg rundt en lavere. På den gripende hånden vil noe trenge å gi hvis vi skal løse dette mysteriet.
Det åpenbare svaret er at noen av de kosmiske ekspansjonsmålingene må være feil. Vanskeligheten med denne ideen er at disse målingene er veldig robuste og har blitt testet flere ganger. De er også relativt like. I årevis var usikkerhetene store nok til at de overlappet hverandre. Det er først de siste årene da de har blitt mer presise at vi har sett problemet. Mens noen har hevdet at mørk energi bør elimineres, er det mer sannsynlig at vi bare trenger noen mindre korreksjoner av modellen vår.
En mulig korreksjon kan være å avgrense vår forståelse av såkalte standardlys. En måte å måle kosmisk ekspansjon på er å bruke gjenstander med en kjent lysstyrke for å måle galaktiske avstander. For store galaktiske avstander blir dette vanligvis gjort av type Ia supernovaer. Disse kan oppstå når en hvit dverg er i bane rundt en annen stjerne. Over tid kan den hvite dvergen fange materiale fra sin følgesvenn, til den når en kritisk masse og eksploderer som en supernova. Siden den kritiske massen alltid er den samme, eksploderer disse supernovaene alltid med samme lysstyrke.
Men en ny studie av astrokjemi antyder at dette ikke alltid er sant. Ulike typer supernovaer identifiseres med spektrallinjer i deres lys. Supernovaer av type I viser ingen tegn til hydrogen i spekteret, mens supernovaer av type II gjør det. Det siste oppstår når kjernen til en stor stjerne kollapser ved slutten av livet. Type Ia er supernovaer av type I som også har en spektral linje av ionisert silisium. Silisiumet produseres når den stort sett karbonhvite dvergen eksploderer.
I denne nye studien studerte teamet kosmisk mangan, og hvordan det har dannet seg over tid. Mangan produseres i begge typer supernovaer, så vel som andre elementer som jern. Men hver type produserer et annet forhold mellom mangan og jern. Da teamet målte dette forholdet over kosmisk tid, fant de at det forble ganske konstant. Dette er overraskende siden de kjente frekvensene av type I og Type II supernovaer antyder at mengden mangan bør øke over tid.
En måte dette avviket kan løses på er om supernovaer av type Ia er mer varierende enn vi tror. Den vanlige modellen antyder at hvite dverger av type Ia eksploderer ved eller i nærheten av deres kritiske massegrense, men andre modeller antyder at de kan gjennomgå iscenesatte detoneringer. Disse kan være forårsaket når en første ustabilitet skaper en sjokkbølge i stjernen som utløser en eksplosjon før den når kritisk masse. Eller kollisjonen av to hvite dverger kan skape en flertrinnseksplosjon som ligner på standard Ia supernova.
For at det kosmiske mangan / jernforholdet skal forbli konstant over tid, vil omtrent tre fjerdedeler av type Ia-supernovaer måtte være av disse andre variantene. Hvis det er sant, er ikke standardlyset vårt så standard, og målinger av mørk energi ved bruk av denne metoden kan være feil.
Selv om avviket mellom supernovaer er en mulighet, viser ikke denne studien at supernova-målinger av mørk energi er feil. Vi trenger flere studier for å se om denne foreslåtte variasjonen er riktig.
Referanse: Eitner, P., et al. Observasjonsbegrensninger for elementenes opprinnelse. III. Den kjemiske utviklingen av mangan og jern. ”
