مراحل اولیه یک ابرنواختر باستانی با استفاده از عدسی گرانشی مشاهده شد

نور ابرنواختری که تنها شش ساعت پس از انفجار ستاره‌ای اولیه منتشر شده بود، همراه با نوری که دو و هشت روز بعد از آن ساطع شد، مشاهده شد. این رصد توسط یک تیم بین المللی با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل (HST) انجام شد. این ابرنواختر همچنین به دلیل وقوع حدود 11.5 میلیارد سال پیش، زمانی که جهان در مراحل ابتدایی نسبی خود بود، قابل توجه است. نور ضعیف فقط به دلیل اثر عدسی گرانشی کهکشانی که بین زمین و ابرنواختر قرار دارد دیده می‌شود.

دانشمندانی که تحقیقاتشان در طبیعت, این ابرنواختر را در تصاویر آرشیوی HST مشاهده کرد. نور این ابرنواختر توسط خوشه کهکشانی آبل 370 به صورت گرانشی تابیده شد و باعث شد که سه بار در یک تصویر ظاهر شود. این ابرنواختر در یک کهکشان کوتوله پشت آبل 370 رخ داده است.

می‌گوید: «ما یک انفجار ابرنواختر دوردست را در یک عکس فوری توسط HST ناسا یافتیم که سه لحظه مختلف را در مراحل اولیه انفجار نشان می‌دهد.» ونلی چن، نویسنده اصلی طبیعت مقاله ای که در دانشگاه مینه سوتا در ایالات متحده مستقر است. او می گوید دنیای فیزیک "ابرنواخترهای فروپاشی هسته مانند این مرگ ستارگان پرجرم را نشان می‌دهند که عمر کوتاهی دارند زیرا در مقایسه با ستارگان با جرم کمتر می‌سوزند.

غول سرخ

هنگامی که هسته ستاره منفجر شد، موج ضربه ای به راه افتاد که قسمت بیرونی ستاره را گرم کرد و باعث شد که در طول مسیر منبسط و سرد شود. این باعث ایجاد یک منحنی نور (نحوه تغییر درخشندگی یک ستاره در طول زمان) با شکل مشخصی می شود که به اندازه ستاره ای که منفجر شده بستگی دارد. از این نظر، تیم تخمین می‌زند که شعاع ستاره‌ی مولد تقریباً 530 برابر بزرگ‌تر از خورشید بوده است، اندازه‌ای که با یک ابرغول سرخ مطابقت دارد. جابجایی قابل توجه منحنی نور ستاره به قرمز به این معنی است که کیهان در زمان وقوع ابرنواختر تنها 2.2 میلیارد سال سن داشته است.

"چن توضیح می‌دهد که این اولین باری است که دانشمندان می‌توانند اندازه یک ستاره ابرغول در حال مرگ را اندازه‌گیری کنند که بیش از 10 میلیارد سال پیش بود. "معمولاً، ابرنواخترهای دور بسیار ضعیف تر از آن هستند که بتوان آنها را با تلسکوپ های موجود شناسایی و شناسایی کرد."

عضو تیم خوزه ماریا دیگو از موسسه اسپانیایی فیزیکا د کانتابریا توضیح می دهد که چرا این تشخیص بسیار مهم است. دیگو گفت: «چیزی که این ابرنواختر را خاص می کند این است که ما شاهد اولین لحظات پس از انفجار هستیم. دنیای فیزیک ابرنواخترها نیز معمولاً بسیار نزدیک‌تر به ما یافت می‌شوند. این یکی شاید در بین پنج ابرنواختر دوردستی باشد که تاکنون مشاهده شده است.

دیگو همچنین اشاره می کند که این نوع از ابرنواخترهای فروپاشی هسته توسط ستاره شناسان به عنوان "شمع های استاندارد" نامیده می شوند زیرا منحنی های نور آنها به قدری مشخص است که می توان از آنها برای اندازه گیری فواصل کیهانی استفاده کرد. این بدان معناست که یافتن نمونه‌های اولیه بیشتر مانند این می‌تواند به آزمایش مدل‌های تکامل کیهانی کمک کند.

نظریه انیشتین

در واقع، این ابرنواختر تنها به دلیل یک پدیده گرانشی که از نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین در سال 1915 ناشی می شود، قابل مشاهده است. این تئوری می گوید که یک جرم عظیم مانند یک کهکشان باعث تغییر شکل قابل توجهی در فضا-زمان نزدیک می شود و این تغییر شکل مسیر نوری را که از نزدیک کهکشان می گذرد خم می کند.

در نتیجه، یک کهکشان می‌تواند به‌عنوان یک عدسی گرانشی عمل کند که می‌تواند نور ستاره‌ای دوردست را به سمت زمین متمرکز کند و به ستاره‌شناسان دید بزرگ‌نمایی‌شده‌ای از ستاره بدهد. یک لنز گرانشی همچنین می‌تواند چندین تصویر از یک ستاره ایجاد کند که در فضا از هم جدا شده‌اند.

جرم عدسی عظیمی که مسئول سه بار ظاهر شدن ابرنواختر دوردست در تصویر هابل است، خوشه کهکشانی آبل 370 است که تقریباً در فاصله 5 میلیارد سال نوری از زمین در صورت فلکی قبرس قرار دارد.

ترتیب زمانی

نور در هر یک از سه تصویر مسیرهای مختلفی را به سمت زمین طی می کرد و طول این مسیرها متفاوت بود. این بدان معناست که تصاویر ستاره را در یک توالی سه زمان مختلف در عرض هشت روز پس از انفجار نشان می‌دهند.

دیگو می افزاید: «این واقعیت که یکی از تصاویر مربوط به چند ساعت پس از انفجار است، یک کشف قابل توجه است. ما معمولاً روزها یا هفته‌ها پس از انفجار ابرنواخترها را می‌بینیم. تنها ابرنواخترهایی که در نزدیکی ما منفجر شده اند، ساعاتی پس از انفجار مشاهده شده اند. ما هرگز یک ابرنواختر اولیه را در این فاصله ندیده بودیم.

چن می‌گوید که تیم قصد دارد از تلسکوپ فضایی جیمز وب برای بررسی بیشتر این ابرنواختر و جستجوی ابرنواخترهای با عدسی گرانشی بیشتر در کیهان اولیه استفاده کند. او می‌افزاید که کشف ابرنواخترهای دوردست‌تر با فروپاشی هسته، اخترشناسان را قادر می‌سازد تا درک بهتری از شکل‌گیری ستاره‌ها در کیهان اولیه به دست آورند.