Un ensemble de données unique de supernovae de type IA publié aujourd’hui pourrait changer la façon dont les cosmologues mesurent l’histoire de l’expansion de l’univers.
Le Dr Mathew Smith et le Dr Georgios Dimitriadis de l’Université de Lancaster sont tous deux membres de l’installation transitoire de Zwicky (ZTF), une enquête astronomique Sky à large champ utilisant une nouvelle caméra attachée au télescope Samuel Oschin à l’observatoire Palomar en Californie. Le travail est publié dans le journal Astronomie et astrophysique.
Les supernovae de type IA sont les explosions dramatiques des étoiles naines blanches aux extrémités de leur vie. Les cosmologues les utilisent pour sonder les distances à travers l’univers en comparant leurs flux, car d’autres objets apparaissent plus sombres.
Lancaster Astrophysicien, le Dr Smith, co-leader de la version ZTF SN IA DR2, a déclaré: « Cette version fournit un ensemble de données changeant la donne pour la cosmologie de supernova. Il ouvre la porte à de nouvelles découvertes sur l’expansion de l’univers et la physique fondamentale de la physique de supernovae. «
C’est la première fois que les astrophysiciens ont accès à un ensemble de données aussi grand et homogène. Les supernovae de type IA sont rares, se produisant environ une fois pour mille ans dans une galaxie typique, mais la stratégie de profondeur et d’enquête de ZTF permet aux chercheurs de détecter près de quatre par nuit. En seulement deux ans et demi, ZTF a doublé le nombre de supernovae de type IA disponibles pour la cosmologie acquise au cours des 30 dernières années à près de trois mille.
Le chef du groupe de travail sur les sciences de la cosmologie ZTF, le Dr Mickael Rigault, de l’Institut des Deux Infinis de Lyon (CNRS / Claude Bernard University) a déclaré: « Au cours des cinq dernières années, un groupe de trente experts du monde entier, compilé, compilé, Assemblé et analysé ces données. Ajout aux résultats que nous avons déjà publiés. «
La caméra ZTF, installée sur le télescope Schmidt de 48 pouces à l’observatoire Palomar, scanne tout le ciel nord tous les jours dans trois bandes optiques, atteignant une profondeur de 20,5 magnitude, un million de fois plus faible que les étoiles les plus minces visibles à l’œil nu. Cette sensibilité permet à ZTF de détecter presque toutes les supernovae à moins de 1,5 milliard d’années-lumière de la Terre.
Le professeur Kate Maguire du Trinity College Dublin, co-auteur de l’étude, a déclaré: « Grâce à la capacité unique de ZTF à scanner le ciel rapidement et profondément, nous avons capturé plusieurs supernovae en quelques jours – ou même des heures – d’explosion, fournissant de nouvelles contraintes sur la façon dont ils mettent fin à leur vie. «
L’accélération de l’expansion de l’univers, décernée au prix Nobel en 2011, a été découverte à la fin des années 90 en utilisant une centaine de ces supernovae. Depuis lors, les cosmologues enquêtent sur la raison de cette accélération causée par l’énergie sombre qui joue le rôle d’une force anti-gravité à travers l’univers.
Le co-auteur, le professeur Ariel Goobar, directeur du Oskar Klein Center de Stockholm, l’une des institutions fondatrices de ZTF, ainsi que membre de l’équipe qui a découvert l’expansion accélérée de l’univers en 1998, « en fin de compte, l’objectif est de s’attaquer L’une des plus grandes questions de notre temps en physique et en cosmologie fondamentales, à savoir de quoi est fait la plupart de l’univers? «
L’un des principaux résultats de ces études est que les supernovae de type IA varient intrinsèquement en fonction de leur environnement hôte, plus que prévu auparavant, et le mécanisme de correction supposé jusqu’à présent doit être revisité. Cela pourrait changer la façon dont nous mesurons l’histoire de l’expansion de l’univers et peut avoir des conséquences importantes pour l’écart actuel observé dans le modèle standard de cosmologie.
Le Dr Rigault a déclaré: « Avec cet ensemble de données grand et homogène, nous pouvons explorer les supernovae de type IA avec un niveau de précision et de précision sans précédent. Il s’agit d’une étape cruciale pour perfectionner l’utilisation de supernovae de type IA en cosmologie et évaluer si les déviations actuelles en cosmologie sont dus à une nouvelle physique fondamentale ou à des problèmes inconnus dans la façon dont nous dérivons les distances. «
Plus d’informations:
M. Rigault et al, ZTF SN IA DR2: Aperçu, Astronomie et astrophysique (2024). Doi: 10.1051 / 0004-6361 / 202450388