最初の恒星爆発からわずか 11.5 時間後に放出された超新星からの光が、XNUMX 日後および XNUMX 日後に放出された光とともに観測されました。 この観測は、ハッブル宇宙望遠鏡 (HST) を使用して国際チームによって行われました。 超新星は、宇宙が比較的幼年期にあった約 XNUMX 億年前に発生したことでも注目に値します。 かすかな光は、地球と超新星の間にある銀河の重力レンズ効果のためにのみ見ることができました.
その研究がで説明されている科学者 自然, HSTからのアーカイブ画像で超新星を発見しました。 超新星からの光は、銀河団アベル 370 によって重力レンズされ、同じ画像に 370 回表示されました。 超新星は、アベル XNUMX の背後にある矮小銀河で発生しました。
「私たちは、NASA の HST による単一のスナップショットで、爆発の初期段階で XNUMX つの異なる瞬間を示す遠方の超新星爆発を発見しました」と述べています。 ウェンレイ・チェン、の筆頭著者 自然 米国ミネソタ大学を拠点とする論文。 彼は言う 物理ワールド」このようなコア崩壊型超新星は、質量の小さい星に比べて急速に燃え尽きるため、短命な大質量星の死を示しています。」
赤い超巨星
星の核が爆発すると、星の外側の部分を加熱する衝撃波が発生し、その過程で星が膨張して冷却されました。 これにより、爆発した星のサイズに応じた明確な形状を持つ光度曲線 (星の明るさが時間とともにどのように変化するか) が生じます。 このことから、チームは、始祖星の半径が太陽の半径の約 530 倍であり、赤色超巨星と一致するサイズであると推定しています。 星の光度曲線の大きな赤方偏移は、超新星が発生したときに宇宙がちょうど 2.2 億歳だったことを意味します。
「10 億年以上前の死につつある超巨星のサイズを科学者が測定できたのはこれが初めてです」とチェンは説明します。 「通常、遠方の超新星は、既存の望遠鏡を使用して検出および識別するには微弱すぎます。」
チームメンバー ホセ・マリア・ディエゴ スペインの Instituto de Física de Cantabria は、なぜこの検出が非常に重要であるかを説明します。 「この超新星を特別なものにしているのは、爆発後の最初の瞬間を目の当たりにしているということです」とディエゴは語った。 フィジックスワールド。 「超新星は通常、私たちのすぐ近くでも見られます。 これはおそらく、これまで観測された中で最も遠い超新星の上位 XNUMX つに入るでしょう。」
ディエゴはまた、これらのタイプのコア崩壊超新星は、天文学者によって「標準キャンドル」と呼ばれていると指摘しています。これは、それらの光曲線が非常に明確に定義されているため、宇宙距離の測定に使用できるからです。 これは、このようなより初期の例を見つけることは、宇宙進化のモデルをテストするのに役立つ可能性があることを意味します.
アインシュタインの理論
実際、この超新星は、アルバート アインシュタインの 1915 年の一般相対性理論から生じる重力現象のためにのみ目に見えるものです。 この理論によると、銀河などの巨大な物体は近くの時空に大きな変形を引き起こし、この変形が銀河の近くを通過する光の軌道を曲げます。
その結果、銀河は重力レンズとして機能し、遠くの星からの光を地球に向けて集束させることができ、天文学者は星を拡大して見ることができます。 重力レンズは、空間で分離された同じ星の複数の画像を作成することもできます。
遠方の超新星をハッブル画像に 370 回出現させる原因となっている巨大なレンズ天体は、地球からほぼ 5 億光年離れたくじら座にある銀河団アベル XNUMX です。
時系列
XNUMXつの画像のそれぞれの光は、地球への異なる経路をたどり、これらの経路は異なる長さでした. これは、画像が爆発後 XNUMX 日以内の XNUMX つの異なる時間のシーケンスで星を示していることを意味します。
重力レンズ効果が遠い超新星の「アインシュタインの十字架」を作り出す
「画像の XNUMX つが爆発のわずか数時間後に対応しているという事実は、驚くべき発見です」とディエゴは付け加えます。 「通常、超新星爆発は数日または数週間後に見られます。 爆発から数時間後に観測されたのは、私たちの近くで爆発した超新星だけです。 この距離で初期の超新星を見たことはありません。」
チェン氏によると、チームはジェイムズ ウェッブ宇宙望遠鏡を使用して超新星をさらに調査し、初期宇宙でより重力レンズされた超新星を探す予定です。 彼は、より遠くのコア崩壊超新星を発見することで、天文学者は宇宙初期の星形成をよりよく理解できるようになるはずだと付け加えています。
