Voor de beste ervaring schakelt u JavaScript in en gebruikt u een moderne browser!
EN

Een team van Britse, Zweedse en Nederlandse onderzoekers heeft een manier bedacht die uitsluitsel kan geven over de uitdijingsnelheid van het heelal. Ze willen de rimpelingen in de ruimtetijd gebruiken die ontstaan bij botsingen tussen zwarte gaten en neutronensterren. De onderzoekers met daarbij Dr. Samaya Nissanke (Universiteit van Amsterdam en Nikhef) publiceren hun methode in het vakblad Physical Review Letters.

Artistieke weergave van een zwart gat (links) dat op het punt staat om samen te smelten met een neutronenster (rechts). (c) Carl Knox, OzGrav ARC Centre of Excellence

Er zijn op dit moment twee goed onderbouwde manieren om de uitdijingssnelheid van het heelal te bepalen. Dat zijn het meten van de helderheid en snelheid van pulserende en exploderende sterren en het kijken naar fluctuaties in de straling van het vroege heelal. Tot een paar jaar geleden waren beide methoden vrij onnauwkeurig en gaven ze ongeveer hetzelfde antwoord. De laatste jaren zijn beide methoden steeds nauwkeuriger geworden en lopen de resultaten uit elkaar: 74 kilometer per seconde per megaparsec voor de helderheid van de sterren en 67 kilometer per seconde per megaparsec voor de fluctuaties in het vroege heelal.

De alternatieve methode, die nu door een internationaal team van wetenschappers is doorgerekend, kan opheldering brengen.

De onderzoekers simuleerden eerst 25.000 scenario's van botsende zwarte gaten en neutronensterren. Vervolgens keken ze welke van deze botsingen tussen 2025 en 2030 door instrumenten op aarde kunnen worden gedetecteerd. Dat bleken er ongeveer 3.000 te zijn. Bij zo'n 100 van deze botsingen komt ook licht vrij. Dat is belangrijk, want door de zogeheten roodverschuiving van het licht te meten, kunnen de onderzoekers bepalen hoe snel een sterrenstelsel waar een botsing plaatsvindt van ons vandaan beweegt.

De nieuwe methode werkt al in theorie en in simulaties. Vanaf 2030 zou de methode in praktijk kunnen worden gebracht omdat dan genoeg signalen zijn opgevangen om betrouwbare statistiek te kunnen bedrijven.

Publicatiedetails

Stephen M. Feeney, Hiranya V. Peiris, Samaya M. Nissanke en Daniel J. Mortlock. Prospects for Measuring the Hubble Constant with Neutron-Star-Black-Hole Mergers. In: Physical Review Letters, 28 april 2021

Origineel: https://journals.aps.org/prl

Gratis preprint: https://arxiv.org/abs/2012.06593