Quelle lumière une supernova apporte-t-elle sur l'histoire de l'univers ?

De nouvelles recherches menées par des cosmologistes de l'Université de Chicago et de la Wayne State University confirment l'exactitude des supernovae de type Ia dans la mesure du rythme d'expansion de l'univers. Les résultats soutiennent une théorie largement répandue selon laquelle l'expansion de l'univers s'accélère et une telle accélération est attribuable à une force mystérieuse connue sous le nom d'énergie noire. Les résultats contredisent les gros titres récents selon lesquels on ne peut pas compter sur la supernova de type Ia pour mesurer l'expansion de l'univers.

L'utilisation de la lumière d'une étoile en explosion aussi brillante que des galaxies entières pour déterminer les distances cosmiques a conduit au prix Nobel de physique 2011. La méthode repose sur l'hypothèse que, comme des ampoules d'une puissance connue, on pense que toutes les supernovae de type Ia ont presque la même luminosité maximale lorsqu'elles explosent. Une telle cohérence leur permet d'être utilisés comme des balises pour mesurer les cieux. Plus la lumière est faible, plus l'étoile est éloignée. Mais la méthode a été contestée ces dernières années en raison des découvertes selon lesquelles la lumière émise par les supernovae de type Ia semble plus incohérente que prévu.

"Les données que nous avons examinées résistent en effet à ces allégations de disparition des supernovae de type Ia en tant qu'outil de mesure de l'univers, " a déclaré Daniel Scolnic, chercheur postdoctoral à l'Institut Kavli de physique cosmologique de UChicago et co-auteur de la nouvelle recherche publiée dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society . "Nous ne devrions pas être convaincus par ces autres affirmations simplement parce qu'elles ont attiré beaucoup d'attention, même s'il est important de continuer à remettre en question et à renforcer nos hypothèses fondamentales."

L'une des dernières critiques des supernovae de type Ia pour la mesure a conclu que la luminosité de ces supernovae semble appartenir à deux sous-classes différentes, ce qui pourrait entraîner des problèmes lors de la tentative de mesure des distances. Dans la nouvelle recherche dirigée par David Cinabro, professeur à Wayne State, Scolnique, Rick Kessler, chercheur principal à l'Institut Kavli, et d'autres, ils n'ont pas trouvé de preuves de deux sous-classes de supernovae de type Ia dans les données examinées à partir de la recherche de supernovae Sloan Digital Sky Survey et de la Supernova Legacy Survey. Les articles récents contestant l'efficacité des supernovae de type Ia pour la mesure ont utilisé différents ensembles de données.

Une critique secondaire a porté sur la façon dont les supernovae de type Ia sont analysées. Lorsque les scientifiques ont découvert que les supernovae éloignées de type Ia étaient plus faibles que prévu, ils ont conclu que l'univers s'étend à un rythme accéléré. Cette accélération s'explique par l'énergie noire, qui, selon les scientifiques, représente 70 pour cent de l'univers. La force énigmatique sépare la matière, empêcher la gravité de ralentir l'expansion de l'univers.

Pourtant, une substance qui représente 70 pour cent de l'univers mais reste inconnue est frustrante pour un certain nombre de cosmologistes. Le résultat a été une réévaluation des outils mathématiques utilisés pour analyser les supernovae qui a attiré l'attention en 2015 en affirmant que les supernovae de type Ia ne montrent même pas l'existence d'énergie noire en premier lieu.

Scolnic et collègue Adam Riess, qui a remporté le prix Nobel 2011 pour la découverte de l'univers en accélération, a écrit un article pour Scientific American le 26 octobre, 2016, réfuter les allégations. Ils ont montré que même si les outils mathématiques pour analyser les supernovae de type Ia sont utilisés « de manière incorrecte, " il y a encore 99,7 % de chances que l'univers accélère.

Les nouvelles découvertes sont rassurantes pour les chercheurs qui utilisent les supernovae de type Ia pour acquérir une compréhension de plus en plus précise de l'énergie noire, dit Joshua A. Frieman, membre senior du personnel du Laboratoire national de l'accélérateur Fermi qui n'était pas impliqué dans la recherche.

"L'impact de ce travail sera de renforcer notre confiance dans l'utilisation des supernovae de type Ia comme sondes cosmologiques, " il a dit.