Gravitationelt Linsade Supernovor

De senaste årens triumfer inom observationell kosmologi är svindlande. Genom en imponerande teknikutveckling och tack vare avgörande intellektuella insikter, har det blivit möjligt att genomföra observationer som kartlägger universums expansion under dess 14 miljarder år av existens. Banbrytande av observationer av avlägsna Typ Ia-supernovor (SNe Ia) där jag spelade en viktig roll, bekräftade av hög- precisionsdata av den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB), stöder bilden att universums expansion accelererar. Denna överraskande upptäckt tyder på att universums innehåll domineras av s.k. ”mörk energi” som motverkar den attraktiva gravitationskraften. På mindre skalor finns det starka bevis för att ”mörk materia” håller samman strukturer som galaxer och galaxhopar. Kombinationen av dessa (och andra) observationer ledde till att standardmodellen för kosmologi, ΛCDM, som redan tilldelats två Nobelpriser. Trots enorma framgångar har ΛCDM-modellen ifrågasatts nyligen: en "Hubblesspänning" har uppstått mellan universums expansionshastighet, Hubblekonstanten H0, mätt lokalt och det härledda värdet från CMB. Denna 9% avvikelse har påståtts vara statistiskt signifikant och teoretiska kosmologer är upptagna med att undersöka vilken ny fysik som kan förklara avvikelsen. 

Med tanke på de potentiellt djupgående konsekvenserna föreslås här ett ambitiöst rymdbaserat program fö att antingen bekräfta eller motbevisa det kosmologiska ursprunget till Hubblespänningen, samt ta fram nya kritiska tester av kosmologins standardmodell. Dessutom kommer observationer av starkt linsade SNe Ia att tillåta oss att noggrant testa giltigheten av supernovornas "standardljus-natur” som avståndsindikatorer, en nyckelaspekt för precisionskosmologi och vår förmåga att förstå om mörk energi är likvärdig med Einsteins kosmologiska konstant, Λ, eller inte. Genom studier av flödesförhållanden för flera bilder av supernovorna kommer vi också att undersöka densitetsgradienten och granulariteten hos materien i de inre kärnorna av linsgalaxer, en känslig test av mörk materians egenskaper. Sist men inte minst ger observationer av linsade supernovor unika insikter om egenskaperna hos stoft i det interstellära mediet i galaxer med hög rödföskjutning.

Dnr
2023-00226
Projektledare
Ariel Goobar
Organisation
Stockholms universitet
2024
1 129 kkr
2025
1 638 kkr
2026
1 673 kkr
2027
1 709 kkr
2028
500 kkr
Totalt beviljat bidrag
6 649 kkr