Donkere energie is nog geen experimenteel ontdekte vorm van materie die het hele universum dat we waarnemen doordringt. Zij is "verantwoordelijk" voor het feit dat het universum niet alleen uitdijt, maar ook versneld.
Het is nog niet mogelijk om deze energie te 'voelen', maar dat wil niet zeggen dat er niets over gezegd kan worden. Het is met name mogelijk om de hoeveelheid ervan te schatten door de invloed die het heeft op de uitdijing van het heelal - zijn versnelling is des te groter, des te meer donkere energie in het heelal op dit moment.
Astronomen bepalen de snelheid van uitdijing van het heelal en de verandering in deze snelheid in de tijd door supernovae. Hun werkelijke helderheid is precies bekend, daarom is het door de helderheid die vanaf de aarde kan worden waargenomen, mogelijk om nauwkeurig de afstand van ons tot de supernova te bepalen, en door de roodverschuiving, de snelheid waarmee dit object van ons af bewoog op het moment van uitzending van het vandaag zichtbare licht.
Maar deze methode heeft een ernstige beperking. Het is geschikt voor het bestuderen van de laatste negen miljard jaar van het leven in het universum. Er zitten maar heel weinig oudere supernovae in. Ondertussen wordt de leeftijd van het universum geschat op ongeveer 13,8 miljard jaar. Het zou buitengewoon interessant zijn om naar het begin van haar leven te kijken.
De nieuwe techniek maakt gebruik van ultraviolette (UV) en röntgengegevens om afstanden tot quasars te schatten.
Een quasar is een enorm zwart gat dat de omringende materie intensief overspoelt. Deze materie gloeit, en heel helder. Een typische quasar zendt 1-2 ordes van grootte meer energie uit dan ons hele sterrenstelsel. Wat vooral prettig is, is dat quasars al verschenen aan het begin van het universum.
Ultraviolette straling wordt gegenereerd in de schijf van materie rond de quasar. Sommige van de ultraviolette fotonen botsen dan met elektronen in een wolk van heet gas boven en onder de schijf, en deze botsingen kunnen hun energie opvoeren tot het niveau van röntgenstraling. De helderheid van een quasar in het UV- en röntgenbereik is gecorreleerd: hoe meer ultraviolette straling er in het begin was, hoe groter de röntgenhelderheid zal zijn.
We kunnen dus de ware helderheid van de quasar berekenen, en wetende en degene die we zien, kunnen we de afstand ernaartoe berekenen. Daarna is er heel weinig over: de afstand vergelijken met de roodverschuiving van het object en een conclusie trekken over de snelheid waarmee de quasar miljarden jaren geleden van ons werd verwijderd, toen zijn licht werd uitgezonden.
Promotie video:
De onderzoekers verzamelden gegevens voor 1.598 quasars en schatten de expansiesnelheid van het universum in zeer vroege tijden. De resultaten laten zien dat de hoeveelheid donkere energie in de loop van de tijd toeneemt.
Omdat dit een nieuwe methode is, hebben astronomen aanvullende maatregelen genomen om aan te tonen dat deze betrouwbare resultaten geeft. Ze toonden aan dat zijn resultaten van de afgelopen negen miljard jaar samenvallen met wat eerder werd verkregen uit supernovagegevens.
Zie een artikel in Nature Astronomy voor meer informatie. De volledige voordruk is hier beschikbaar.
Sergey Sysoev
