Lys fra en supernova, der blev udsendt blot seks timer efter den første stjerneeksplosion, er blevet observeret sammen med lys udsendt to og otte dage senere. Observationen blev foretaget af et internationalt hold ved hjælp af Hubble Space Telescope (HST). Supernovaen er også bemærkelsesværdig for at have fundet sted for omkring 11.5 milliarder år siden, da universet var i sin relative vorden. Det svage lys kunne kun ses på grund af tyngdekraftens linseeffekt af en galakse, der ligger mellem Jorden og supernovaen.
Forskerne, hvis forskning er beskrevet i Natur, spottede supernovaen i arkivbilleder fra HST. Lys fra supernovaen blev gravitationslinser af den galaktiske hob Abell 370, hvilket fik den til at dukke op tre gange på det samme billede. Supernovaen fandt sted i en dværggalakse bag Abell 370.
"Vi fandt en fjern supernovaeksplosion i et enkelt øjebliksbillede af NASA's HST, der viser tre forskellige øjeblikke i dens tidlige fase af eksplosionen," siger Wenlei Chen, hovedforfatter af Natur papir, der er baseret på University of Minnesota i USA. Han fortæller Fysik verden, "Core-kollaps supernovaer som denne markerer døden for massive stjerner, som er kortlivede, fordi de brænder hurtigt op sammenlignet med stjerner med mindre masse."
Rød superkæmpe
Da stjernens kerne eksploderede, udløste en chokbølge, der opvarmede den ydre del af stjernen, hvilket fik den til at udvide sig og afkøle undervejs. Dette giver anledning til en lyskurve (hvordan en stjernes lysstyrke ændrer sig over tid) med en distinkt form, der afhænger af størrelsen på den stjerne, der eksploderede. Ud fra dette anslår holdet, at stamstjernens radius var omkring 530 gange større end Solens, en størrelse, der stemmer overens med en rød supergigant. Den betydelige rødforskydning af stjernens lyskurve betyder, at universet kun var 2.2 milliarder år gammelt, da supernovaen opstod.
"Det er første gang, at forskere har været i stand til at måle størrelsen af en døende superkæmpestjerne, som den var for mere end 10 milliarder år siden,” forklarer Chen. "Normalt er fjerne supernovaer for svage til at blive opdaget og identificeret ved hjælp af eksisterende teleskoper."
Medarbejder José Maria Diego fra Spaniens Instituto de Física de Cantabria forklarer, hvorfor denne påvisning er så vigtig. "Det, der gør denne supernova speciel, er, at vi er vidne til de første øjeblikke efter eksplosionen," fortalte Diego Fysik verden. "Supernovaer findes normalt også meget tættere på os. Denne er måske blandt de fem bedste eller deromkring fjerneste supernovaer, der nogensinde er observeret."
Diego påpeger også, at disse typer af kernekollaps-supernovaer omtales som "standardlys" af astronomer, fordi deres lyskurver er så veldefinerede, at de kan bruges til at måle kosmiske afstande. Dette betyder, at at finde flere tidlige eksempler som dette kunne hjælpe med at teste modeller for kosmisk evolution.
Einsteins teori
Denne supernova er faktisk kun synlig på grund af et gravitationsfænomen, der opstår fra Albert Einsteins generelle relativitetsteori fra 1915. Teorien siger, at et massivt objekt, såsom en galakse, forårsager en betydelig deformation i det nærliggende rum-tid, og denne deformation vil bøje den bane af lys, der passerer tæt på galaksen.
Som et resultat kan en galakse fungere som en gravitationslinse, der kan fokusere lys fra en fjern stjerne mod Jorden, hvilket giver astronomerne et forstørret billede af stjernen. En gravitationslinse kan også skabe flere billeder af den samme stjerne, der er adskilt i rummet.
Det massive linseobjekt, der er ansvarligt for at få den fjerne supernova til at dukke op tre gange på Hubble-billedet, er den galaktiske hob Abell 370, som er placeret næsten 5 milliarder lysår fra Jorden i stjernebilledet Cetus.
Tidsrækkefølge
Lyset i hvert af de tre billeder tog forskellige veje til Jorden, og disse stier var af forskellig længde. Det betyder, at billederne viser stjernen på tre forskellige tidspunkter inden for otte dage efter eksplosionen.
Gravitationslinser skaber 'Einsteins kors' af fjern supernova
"Det faktum, at et af billederne svarer til blot et par timer efter eksplosionen, er en bemærkelsesværdig opdagelse," tilføjer Diego. "Vi ser normalt supernovaer dage eller uger efter, at de eksploderer. Kun supernovaer, der eksploderede i nærheden af os, er blevet observeret timer efter eksplosionen. Vi har aldrig før set en tidlig supernova på denne afstand."
Chen siger, at holdet planlægger at bruge James Webb-rumteleskopet til at undersøge supernovaen yderligere og søge efter flere supernovaer med gravitationslinser i det tidlige univers. Han tilføjer, at opdagelse af fjernere kerne-kollaps supernovaer burde gøre det muligt for astronomer at få en bedre forståelse af stjernedannelse i det tidlige univers.
