Egy szupernóva fényét, amely mindössze hat órával a kezdeti csillagrobbanás után bocsátott ki, valamint két és nyolc nappal később kibocsátott fényt figyeltek meg. A megfigyelést egy nemzetközi csapat végezte a Hubble Space Telescope (HST) segítségével. A szupernóva arról is nevezetes, hogy körülbelül 11.5 milliárd évvel ezelőtt keletkezett, amikor az univerzum még viszonylag gyerekcipőben járt. A halvány fényt csak a Föld és a szupernóva között elhelyezkedő galaxis gravitációs lencsehatása miatt lehetett látni.
A tudósok, akiknek kutatását a Természet, észlelte a szupernóvát a HST archív felvételein. A szupernóva fényét az Abell 370 galaktikus halmaz gravitációs lencséjébe helyezte, így háromszor is megjelent ugyanazon a képen. A szupernóva az Abell 370 mögötti törpegalaxisban keletkezett.
„Egyetlen pillanatfelvételen találtunk egy távoli szupernóva-robbanást a NASA HST-je, amely három különböző pillanatot mutatott a robbanás korai szakaszában” Wenlei Chen, vezető szerzője a Természet dolgozat, aki az Egyesült Államokban, a Minnesotai Egyetemen dolgozik. Ő mondta A fizika világa "Az ehhez hasonló magösszeomlású szupernóvák a nagy tömegű csillagok halálát jelzik, amelyek rövid életűek, mert gyorsan kiégnek a kisebb tömegű csillagokhoz képest.
Vörös szuperóriás
Amikor a csillag magja felrobbant, lökéshullám indult el, amely felmelegítette a csillag külső részét, aminek hatására az útközben kitágul és lehűlt. Ez egy fénygörbét eredményez (hogyan változik a csillag fényessége az idő múlásával), amelynek alakja a felrobbanó csillag méretétől függ. Ebből a csapat úgy becsüli, hogy az őscsillag sugara körülbelül 530-szor nagyobb volt, mint a Napé, ami megfelel a vörös szuperóriásnak. A csillag fénygörbéjének jelentős vöröseltolódása azt jelenti, hogy az univerzum mindössze 2.2 milliárd éves volt a szupernóva fellépésekor.
"Ez az első alkalom, hogy a tudósok meg tudták mérni egy haldokló szuperóriás csillag méretét, mint több mint 10 milliárd évvel ezelőtt” – magyarázza Chen. "Általában a távoli szupernóvák túl halványak ahhoz, hogy a meglévő teleszkópokkal észleljék és azonosítsák őket."
Csapat tagja Jose Maria Diego a spanyol Instituto de Física de Cantabria elmagyarázza, miért olyan jelentős ez az észlelés. "Az teszi különlegessé ezt a szupernóvát, hogy a robbanás utáni első pillanatoknak lehetünk tanúi" - mondta Diego. Fizika világ. „A szupernóvák általában sokkal közelebb is találhatók hozzánk. Ez talán az öt legtávolabbi, valaha megfigyelt szupernóva közé tartozik.
Diego arra is felhívja a figyelmet, hogy az ilyen típusú mag-összeomlású szupernóvákat „standard gyertyáknak” nevezik a csillagászok, mivel fénygörbéik olyan jól meghatározottak, hogy kozmikus távolságok mérésére is használhatók. Ez azt jelenti, hogy további, ehhez hasonló korai példák keresése segíthet a kozmikus evolúció modelljeinek tesztelésében.
Einstein elmélete
Valójában ez a szupernóva csak egy gravitációs jelenség miatt látható, amely Albert Einstein 1915-ös általános relativitáselméletéből fakad. Az elmélet azt mondja, hogy egy hatalmas objektum, például egy galaxis, jelentős deformációt okoz a közeli téridőben, és ez a deformáció elhajolja a galaxis közelében elhaladó fény pályáját.
Ennek eredményeként egy galaxis gravitációs lencseként működhet, amely egy távoli csillag fényét a Föld felé fókuszálhatja, így a csillagászok felnagyított képet kaphatnak a csillagról. Egy gravitációs lencse több képet is készíthet ugyanarról a csillagról, amelyek az űrben elkülönülnek egymástól.
A Hubble-képen a távoli szupernóva háromszoros megjelenéséért felelős hatalmas lencseobjektum az Abell 370 galaktikus halmaz, amely csaknem 5 milliárd fényévre található a Földtől a Cetus csillagképben.
Idősorrend
A fény mindhárom képen más-más utat járt be a Föld felé, és ezek az utak különböző hosszúságúak voltak. Ez azt jelenti, hogy a képeken három különböző időpontban látható a csillag a robbanás után nyolc napon belül.
A gravitációs lencse létrehozza a távoli szupernóva „Einstein-keresztjét”.
„Az a tény, hogy az egyik kép csak néhány órával a robbanás utáni képnek felel meg, figyelemre méltó felfedezés” – teszi hozzá Diego. „Általában napokkal vagy hetekkel a felrobbanásuk után látjuk a szupernóvákat. Csak a közelünkben felrobbant szupernóvákat figyelték meg órákkal a robbanás után. Ilyen távolságból még soha nem láttunk korai szupernóvát.”
Chen szerint a csapat a James Webb Űrteleszkópot a szupernóva további vizsgálatára és további gravitációs lencsés szupernóvák felkutatására tervezi a korai univerzumban. Hozzáteszi, hogy a távolabbi magösszeomlású szupernóvák felfedezése lehetővé teszi a csillagászok számára, hogy jobban megértsék a csillagkeletkezést a korai univerzumban.
