Les astronomes ont un problème d'énergie sombre. D'une part, nous savons depuis des années que l'univers ne se développe pas seulement, mais s'accélère. Il semble y avoir une énergie sombre qui stimule l'expansion cosmique. D'un autre côté, lorsque nous mesurons l'expansion cosmique de différentes manières, nous obtenons des valeurs qui ne sont pas tout à fait d'accord. Certaines méthodes se regroupent autour d'une valeur plus élevée pour l'énergie sombre, tandis que d'autres méthodes se regroupent autour d'une valeur inférieure. Sur la main, quelque chose devra donner si nous voulons résoudre ce mystère.
La réponse évidente est que certaines des mesures d'expansion cosmique doivent être fausses. La difficulté avec cette idée est que ces mesures sont très robustes et ont été testées plusieurs fois. Ils sont également relativement similaires. Pendant des années, les incertitudes étaient suffisamment grandes pour se chevaucher. Ce n'est qu'au cours des dernières années, car ils sont devenus plus précis que nous avons vu le problème. Bien que certains aient fait valoir que l'énergie sombre devrait être éliminée, il est plus probable que nous ayons juste besoin de quelques corrections mineures à notre modèle.
Une correction possible pourrait être d'affiner notre compréhension des bougies dites standard. Une façon de mesurer l'expansion cosmique consiste à utiliser des objets d'une luminosité connue pour mesurer les distances galactiques. Pour les grandes distances galactiques, cela est généralement effectué par des supernovae de type Ia. Ceux-ci peuvent se produire lorsqu'une naine blanche orbite étroitement autour d'une autre étoile. Au fil du temps, la naine blanche peut capturer du matériel de son compagnon, jusqu'à ce qu'elle atteigne une masse critique et explose en supernova. La masse critique étant toujours la même, ces supernovae explosent toujours avec la même luminosité.
Mais une nouvelle étude de l'astrochimie suggère que ce n'est pas toujours vrai. Différents types de supernovae sont identifiés par des raies spectrales à leur lumière. Les supernovae de type I ne montrent aucun signe d'hydrogène dans leur spectre, contrairement aux supernovae de type II. Ce dernier se produit lorsque le noyau d'une grande étoile s'effondre à la fin de sa vie. Les types Ia sont des supernovae de type I qui ont également une raie spectrale de silicium ionisé. Le silicium est produit lorsque la naine blanche principalement en carbone explose.
Dans cette nouvelle étude, l'équipe étudiait le manganèse cosmique et comment il s'est formé au fil du temps. Le manganèse est produit dans les deux types de supernovae, ainsi que dans d'autres éléments tels que le fer. Mais chaque type produit un rapport différent de manganèse au fer. Lorsque l'équipe a mesuré ce rapport sur le temps cosmique, ils ont constaté qu'il restait assez constant. Cela est surprenant car les taux connus de supernovae de type I et de type II suggèrent que le ratio de manganèse devrait augmenter avec le temps.
Une façon dont cet écart pourrait être résolu est si les supernovae de type Ia sont plus variables que nous ne le pensons. Le modèle habituel suggère que les naines blanches de type Ia explosent à leur limite de masse critique ou à proximité, mais d'autres modèles suggèrent qu'elles pourraient subir des détonations par étapes. Ceux-ci pourraient être causés lorsqu'une instabilité initiale crée une onde de choc dans l'étoile qui déclenche une explosion avant d'atteindre la masse critique. Ou la collision de deux naines blanches pourrait créer une explosion à plusieurs étages qui ressemble à la supernova de type Ia standard.
Pour que le rapport cosmique manganèse / fer reste constant dans le temps, environ les trois quarts des supernovae de type Ia devraient appartenir à ces autres variétés. Si c'est vrai, notre bougie standard n'est pas si standard après tout, et les mesures de l'énergie sombre en utilisant cette méthode peuvent être fausses.
Bien que la variance des supernovae soit une possibilité, cette étude ne prouve pas que les mesures de l'énergie noire par les supernova sont fausses. Nous aurons besoin de plus d'études pour voir si cette variation suggérée est correcte.
Référence: Eitner, P. et al. «Contraintes d'observation sur l'origine des éléments. III. L'évolution chimique du manganèse et du fer. »
