Seit unser Universum vor gut 13,8 Milliarden Jahren im Urknall entstanden ist, dehnt es sich immer weiter aus. Diese kosmische Expansion entdeckte schon der Astronom Edwin Hubble im Jahr 1929 anhand der Rotverschiebung entfernter Galaxien. Nach ihm ist daher auch die Konstante benannt, die in den Einsteinschen Feldgleichungen die Rate dieser Expansion beschreibt – die Hubble-Konstante, kurz H0. In den 1990er Jahren entdeckten Astronomen dann, dass sich diese kosmische Expansion – anders als zuvor erwartet – im Laufe der Zeit beschleunigt hat. Als mögliche Triebkraft dafür gilt die Dunkle Energie – eine bisher nicht genauer definierte Kraft, die der anziehenden Wirkung der Gravitation entgegenwirkt. Das kosmologische Standardmodell berücksichtigt dies und kombiniert Beobachtungsdaten zum frühen Kosmos in Form der kosmischen Hintergrundstrahlung mit theoretischen Modellen der kosmischen Entwicklung.
Hubble-Messdaten überprüft
Doch auch zu diesem kosmologischen Standardmodell gibt es Diskrepanzen: Die kosmische Expansion verläuft heute schneller als sie es den Modellen zufolge dürfte. Dem Standardmodell nach müsste die Hubble-Konstante bei rund 67 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec liegen. Doch in den letzten rund zwei Jahrzehnten haben astronomische Messungen regelmäßig deutlich höhere Werte ergeben. Für solche Messungen ermitteln Astronomen die Entfernung und Rotverschiebung von Supernovae, veränderlichen Sternen (Cepheiden) oder von Roten Riesen. Einer der bisher umfangreichsten Datensätze stammt vom Hubble-Weltraumteleskop und umfasst 42 Supernovae des Typs 1a in 37 verschiedenen Galaxien, deren Entfernungen zusätzlich mit Cepheiden abgeglichen worden sind. Diese und weitere Beobachtungen ergeben im Schnitt eine Hubble-Konstante von 73 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec – und damit einen signifikant höheren, um rund fünf Standardabweichungen vom Modell abweichenden Wert.
Jetzt hat ein Astronomenteam um den Nobelpreisträger Adam Riess von der Johns Hopkins University in Baltimore das James-Webb-Teleskop genutzt, um die Expansionsrate erneut zu messen. “Die neue Fähigkeiten des Webb-Teleskops bieten uns die Möglichkeit, zusätzliche Überprüfungen durchzuführen, indem wir die mit ihm gemessenen Entfernungen zu Supernova-Wirtsgalaxien mit den Ergebnissen des Hubble-Teleskops vergleichen”, erklären die Astronomen. Für diese Studie ermittelten sie die Entfernungen von 16 Supernovae – gut einem Drittel des Hubble-Datensatzes, außerdem von Cepheiden, Roten Riesen sowie einer Klasse von kohlenstoffreichen Riesensternen, die ebenfalls als geeignete Entfernungsmarker gelten. “Die Webb-Daten verbessern das Signal-zu-Rausch-Verhältnis erheblich und zeigen uns das Universum gewissermaßen in HD”, erklärt Riess’ Kollege Siyang Li.
