Сякаш едно изображение не бе достатъчно, за да може вселената да покаже мощната експлозия на далечна умираща звезда. Вместо това, екип от астрономи - с помощта на обсерватория на върха Маунакеа в Хавай - наблюдава космическата експлозия четири пъти.

Измерването на космическите разстояния е предизвикателство и за целта астрономите разчитат на множество методи и инструменти - наричани общо "Космическа скала на разстоянията". Един особено важен инструмент са свръхновите тип Ia, които се появяват в двойни системи, където една звезда (бяло джудже) консумира материя от спътника си (често червен гигант), докато достигне границата на Чандрасекар и колабира под собствената си маса. Тъй като тези звезди изхвърлят външните си слоеве при масивна експлозия, те временно засенчват всичко на заден план.

Гравитационна леща, създадена от галактика на преден план, която води до "Айнщайнов кръст". Кредит: NASA/ESA/STScI

В неотдавнашно изследване международен екип от изследователи, ръководен от Ариел Губар (Ariel Goobar) от Центъра "Оскар Клайн" в Стокхолмския университет, откри необичайна свръхнова от тип Ia - SN Zwicky (SN 2022qmx). Екипът наблюдава "Айнщайнов кръст" - рядко явление, предсказано от Общата теория на относителността на Айнщайн, при което наличието на гравитационна леща на преден план усилва светлината от отдалечен обект. Това е голямо постижение за екипа, тъй като включва наблюдение на две много редки астрономически събития, които съвпадат.

Първоначалното откриване е направено с помощта на съоръжението Zwicky Transient Facility в обсерваторията Паломар в Калифорния. Това съоръжение е наречено в чест на Фриц Цвики, астрономът, роден в България, който пръв изказва теорията за съществуването на тъмна материя през 30-те години на миналия век. Няколко седмици по-късно екипът я наблюдава с адаптивната оптика (АО) в обсерваторията "Кек" на върха Маунакеа, Хавай, и с Very Large Telescope (VLT) в обсерваторията Паранал в Чили. Въз основа на наблюдаваната яркост Губар и колегите му изказват хипотезата, че наблюдават силен ефект на гравитационна леща.

Тези последващи наблюдения и изображенията, получени от космическия телескоп Хъбъл, потвърждават тази теория, като показват, че ефектът на многократната леща е резултат от галактика на преден план, която увеличава свръхновата 25 пъти!

Илюстрация, показваща как масивен галактичен куп може да огъне и фокусира светлината от свръхнова зад него като гравитационна леща. В резултат се получават множество изображения на експлодиращата свръхнова, Айнщайнов кръст. Изображение: NASA, ESA and A. Feild/STScI

Това случайно откритие предоставя многобройни възможности на астрономите, включително възможността да изучат SN Zwicky в по-големи подробности и да продължат да изследват тайните на гравитационните лещи. 

"Откриването на SN Zwicky не само демонстрира забележителните възможности на съвременните астрономически инструменти, но и представлява значителна стъпка напред в стремежа ни да разберем фундаменталните сили, които оформят нашата Вселена", обяснява Губар в прессъобщение на Стокхолмския университет.

Последиците от това обаче надхвърлят тези две явления. Изследването на свръхновите от тип Ia доведе астрономите до осъзнаването, че космосът се разширява с все по-бързи темпове. Това откритие донесе на екипа на откривателите Нобеловата награда за физика за 2011 г., която беше поделена между Сол Пърлмутер (Проект за космология на свръхновите) и съвместно между Брайън Шмидт и Адам Рийс (Екип за търсене на High-z свръхнови). Ето защо наблюденията на SN Zwicky биха могли да помогнат на астрономите да разгадаят загадката за това какво движи това ускорено разширение.

"Екстремното оптично увеличение на SN Zwicky ни дава безпрецедентен шанс да изследваме свойствата на далечни експлозии на свръхнови от тип Ia, което ни е необходимо, когато ги използваме за изследване на природата на тъмната енергия", коментира Джоел Йохансон (Joel Johansson), постдокторант в Стокхолмския университет и съавтор на изследването. Освен това то може да помогне на астрономите да отдръпнат завесата на тъмната материя и да даде информация за теориите за това как ще приключи Вселената.

А тези възможности за Вселената са Голям срив или колапс (Big Crunch), слагайки край на пространство-времето, каквото го познаваме - или цикличен процес с повтарящи се периоди на свиване и разширяване – Големият подскок (Big Bounce) - Вселената се свива достатъчно, за да се върне в състояние, подобно на първоначалните условия, и възниква друг Голям взрив, създавайки нова вселена от пепелта на старата. Разбира се, остава и класическият вариант на топлинна смърт на Вселената.

Справка: Goobar, A., Johansson, J., Schulze, S. et al. Uncovering a population of gravitational lens galaxies with magnified standard candle SN Zwicky. Nat Astron (2023). https://doi.org/10.1038/s41550-023-01981-3 

Източник: Astronomers See the Same Supernova Four Times Thanks to a Gravitational Lens, Universe Today

Още по темата

15/05/2023

Космос

Скоростта на разширяване на Вселената е измерена със свръхнова през гравитационна леща

25/06/2021

Космос

Свръхнова, видяна три пъти през 2016 г., ще се покаже и през 2037 г.. Възможно ли е това?

09/04/2015

Космос

Айнщайнов пръстен от млада галактика

06/03/2015

Космос

Свръхнова се раздели на четири заради гравитационна леща