Астрономи видяха една и съща свръхнова три пъти благодарение на гравитационна леща. И след двадесет години си мислят, че ще я видят отново.
За някои хора е трудно да приемат факта, че има галактики толкова далеч, че светлината, която идва от тях, може да бъде изкривена така, че това изкривяване да се отрази със забележимо закъснение.
Но точно това се случва с екстремни форми на гравитационна леща, като тези, които ни дават красивите изображения на Айнщайновите пръстени. Всъщност разтеглянето на времето около някои от тези галактики може да бъде толкова екстремно, че светлината от едно събитие, като свръхнова, всъщност може да се появи на Земята по много различно време.
Точно това е открил екип, ръководен от д-р Стивън Родни (Steven Rodney) от Университета на Южна Каролина и д-р Габриел Брамер ( Gabriel Brammer) от Университета в Копенхаген. Освен появилите се три копия на тази свръхнова, екипът смята, че ще се появи отново още едно копие след 20 години.
Намирането на такава свръхнова е важно не само заради парадокса - това би помогнло да се разреши важен дебат в космологичната общност. Скоростта на разширяване на Вселената е надминала очакваната скорост, когато се изчислява от космическото микровълново фоново лъчение. Най-често тази космологична загадка се решава чрез привличане на „тъмната енергия“ - тайнствена сила, която уж е отговорна за увеличаването на ускорението на разширяването. Но учените всъщност не знаят какво е тъмна енергия и за да разберат, се нуждаят от по-добър модел на физиката на ранната Вселена.
Един от начините да се получи по-добър модел е, да се намери събитие, което активно се изкривява чрез гравитационна леща. Важното е, че едно и също събитие трябва да се появи в две отделни, различни времена, за да се даде възможност да се изчисли съотношението на разстоянието между галактиката, която създава лещата, и фоновата галактика, която е източникът на събитието.
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 съотношение е важен компонент при изчисляването на някои от променливите, свързани с тъмната енергия. И кандидатът, откритата свръхнова от Родни и Брамер, е един от най-добре дефинираните до момента. Това е едва третият подобен пример за мултилинзирана свръхнова. Улавяни са и квазари със собствени времеви закъснения, но променливият характер на самите квазари ги прави по-малко от удобни за вида изчисления на ъгловото разстояние, необходими на космолозите.
Новата свръхнова, известна като AT2016jka, е открита в данните на Хъбъл, събрани през 2016 г. Разположена в „най-зрелищната галактика, насочена от REQUIEM [наблюдателната програма в Хъбъл, която заснема данните]“, тя е в галактика, наречена MRG- M0138.
MRG-M0138 е „четирикратна леща“, което означава, че четири копия на галактиката могат да се видят разпръснати около галактически клъстер, който по-близо до нашата собствена галактика, известен като MAC J0138.02155. Така че, когато екипът изследва данните в региона през юли 2019 г., отбеляза, че трите точкови източника на светлина, които присъстват в данните от юли 2016 г., вече не са там. Най-вероятно данните през юли 2016 г. са уловили свръхнова, линзирана по 3 различни начина.
Така работи гравитационната леща. Кредит: НАСА и ЕКА
Очакваната четвърта леща обаче не се появява в данните на Хъбъл. Използвайки своя модел на леща за системата, екипът изчислява, че четвъртото изображение трябва да се появи някъде около 2037 г., плюс-минус няколко години. С такъв дълъг интервал между появите на едно и също събитие, тази свръхнова би предоставила ценни данни за дискусията за разтеглянето на времето в гравитационните лещи.
За съжаление, това също означава, че учените трябва да чакат почти 20 години, за да се доберат до тези данни. Това също така означава, че те трябва да следят внимателно тази част от небето в двугодишния прозорец, когато изчисленията предсказват да се появи четвъртото изображение на свръхновата. Вероятно не би било лоша идея да наглеждат там и през останалото време, за всеки случай, ако се появи по-рано от очакваното.
Ако всичко върви добре, последната част от данните за пиковата яркост на свръхновата ще бъдат наблюдавани от нова флота космични инструменти. Телескопи като Vera Rubin и Nancy Grace обещават да наблюдават стотици такива линзирани свръхнови, които могат да предоставят още повече данни за по-нататъшно ограничаване на тъмната енергия. Надяваме се, че ще успеят да хванат и последното издихание на свръхновата в MRG-M0138.
Справка: A Gravitationally Lensed Supernova with an Observable Two-Decade Time Delay
Steven A. Rodney, Gabriel B. Brammer, Justin D. R. Pierel, Johan Richard, Sune Toft, Kyle F. O’Connor, Mohammad Akhshik, and Katherine E. Whitaker, arXiv:2106.08935v1 [astro-ph.CO] 16 Jun 2021
Източник: Astronomers saw the Same Supernova Three Times Thanks to Gravitational Lensing. And in Twenty Years They Think They’ll see it one More Time, Universe Today
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари