Stilgehouden getuige van een 'normaal' heelal

Amerikaanse astronomen hebben met behulp van de Hubble Space Telescope de afstand bepaald van een nabij sterrenstelsel. Deze afstand kan worden gebruikt voor het bepalen van afstanden van sterrenstelsels op veel grotere afstanden en zo van de grootte en ouderdom van het heelal als geheel. Het resultaat wijkt sterk af van de aanwijzingen voor een problematisch 'jong' heelal die uit een eerdere meting met de ruimtetelescoop volgde. Het instituut dat deze telescoop moet promoten heeft daarom aan dit 'normale' resultaat geen ruchtbaarheid gegeven.

Al meer dan twintig jaar heerst er grote onzekerheid over de vraag hoe oud het heelal is. Die ouderdom wordt onder andere bepaald door de uitdijing van het heelal, of juister gezegd: door de mate waarin de snelheid van expansie bij groter wordende afstand toeneemt. Deze expansieparameter, de constante van Hubble, is in principe eenvoudig af te leiden uit de snelheid waarmee sterrenstelsels op bekende afstanden zich van ons verwijderen. Maar in de praktijk zijn deze metingen niet eenvoudig.

Eind vorig jaar werd veel tam-tam gemaakt over metingen van de Hubble Space Telescope die op een Hubble-constante van 87 km/s per miljoen parsec wezen. Dit getal betekent dat bij het toenemen van de afstand met een miljoen parsec (3,26 miljoen lichtjaar), de expansiesnelheid 87 km/s groter wordt. Deze waarde was afgeleid uit metingen aan Cepheïden: sterren die regelmatig pulseren en een bekende absolute helderheid hebben. Hij werd gepresenteerd als 'de meest nauwkeurige meting tot nu toe', maar leverde grote problemen op voor astronomen die de evolutie van sterren bestuderen. De waarde zou impliceren dat het heelal ongeveer 8 miljard jaar geleden is ontstaan, terwijl de oudste sterren ongeveer 16 miljard jaar oud zijn.

Onlangs heeft een andere groep onderzoekers, waarnemend met dezelfde ruimtetelescoop, een geheel andere waarde gevonden: 52 km/s per Mpc. Deze onderzoekers maakten ook gebruik van Cepheïden, waarmee de afstand van het naburige sterrenstelsel NGC 5253 werd bepaald. Men koos voor dit stelsel omdat hierin in het verleden twee supernova's zijn opgevlamd. Dit zijn sterren die exploderen en hierbij steeds dezelfde absolute helderheid bereiken. Deze helderheid is echter veel groter dan die van Cepheïden, zodat met supernova's ook verre sterrenstelsels kunnen worden gemeten.

De onderzoekers ijkten met de waargenomen, nabije Cepheïden de absolute helderheid van de twee supernova's. Vervolgens bepaalden zij met behulp van deze verre ster-explosies de waarde van de Hubble-constante. Die blijkt nu 52 km/s (per Mpc) te bedragen. Door deze kleinere expansieparameter wordt de leeftijd van het heelal vergroot tot ongeveer 15 miljard jaar (Astrophys. Journal 438, p. 8).

Deze ouderdom valt, binnen alle onzekerheidsmarges, goed te rijmen met de geschatte leeftijd van de oudste sterren, die immers niet ouder kunnen zijn dan het heelal zelf. Als de nu bepaalde waarde de juiste blijkt te zijn, is dit 'spannende' probleem dus in één keer uit de wereld geholpen. Waarschijnlijk heeft het Space Telescope Science Institute in Baltimore er deze keer geen ruchtbaarheid aan gegeven: niet erg fair tegenover de groep onderzoekers die deze niet geringe prestatie heeft geleverd.