Een internationaal team van 23 onderzoekers onder leiding van Maria Dainotti, universitair docent aan de National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), heeft archiefgegevens geanalyseerd voor krachtige kosmische explosies van de dood van sterren en een nieuwe manier gevonden om afstanden in het verre heelal te meten.

Zonder oriëntatiepunten in de ruimte is het erg moeilijk om een ​​gevoel van diepte te krijgen. Een techniek die astronomen gebruiken, is om te zoeken naar 'standaardkaarsen', objecten of gebeurtenissen waarbij de onderliggende fysica dicteert dat de absolute helderheid (wat je zou zien als je ernaast stond) altijd hetzelfde is. Door deze berekende absolute helderheid te vergelijken met de schijnbare helderheid (wat feitelijk vanaf de aarde wordt waargenomen), is het mogelijk om de afstand tot de standaardkaars te bepalen, en bij uitbreiding andere objecten in hetzelfde gebied.

Het ontbreken van standaardkaarsen die helder genoeg zijn om op meer dan 11 miljard lichtjaar afstand te worden gezien, heeft onderzoek naar het verre heelal belemmerd. Gammastraaluitbarstingen (GRB's), uitbarstingen van straling die worden geproduceerd door de dood van massieve sterren, zijn helder genoeg, maar hun helderheid hangt af van de kenmerken van de explosie.

Het team ging de uitdaging aan om deze heldere gebeurtenissen als standaardkaarsen te gebruiken en analyseerde archiefgegevens voor de zichtbare lichtwaarnemingen van 500 GRB's gemaakt door toonaangevende telescopen zoals de Subaru Telescope (eigendom van en beheerd door NAOJ), RATIR en satellieten zoals het Neil Gehrels Swift Observatorium.

Bij het bestuderen van het patroon van de lichtcurve van hoe de GRB in de loop van de tijd oplicht en dimt, identificeerde het team een ​​klasse van 179 GRB's die gemeenschappelijke kenmerken hebben en waarschijnlijk zijn veroorzaakt door soortgelijke verschijnselen. Op basis van de kenmerken van de lichtcurven kon het team voor elke GRB een unieke helderheid en afstand berekenen die als kosmologisch hulpmiddel kan worden gebruikt.

Deze bevindingen zullen nieuwe inzichten verschaffen in de mechanica achter deze klasse GRB's en een nieuwe standaardkaars vormen voor het observeren van het verre universum. Hoofdauteur Dainotti had eerder een soortgelijk patroon gevonden in röntgenwaarnemingen van GRB's, maar het is gebleken dat waarnemingen met zichtbaar licht nauwkeuriger zijn bij het bepalen van kosmologische parameters.

Deze resultaten verschenen in The Astrophysical Journal Supplement Series op 21 juli 2022. + Verder verkennen

Kilonovae:de standaardkaars in zijn eigen nest in een hinderlaag lokken