초기 항성 폭발 후 11.5시간 만에 방출된 초신성에서 나오는 빛이 XNUMX일과 XNUMX일 후에 방출된 빛과 함께 관찰되었습니다. 관측은 허블 우주 망원경(HST)을 사용하여 국제 팀에 의해 이루어졌습니다. 초신성은 우주가 상대적으로 초기 단계에 있었던 약 XNUMX억 년 전에 발생한 것으로도 유명합니다. 희미한 빛은 지구와 초신성 사이에 있는 은하의 중력 렌즈 효과 때문에 볼 수 있었습니다.
연구 내용이 기술된 과학자들은 자연, HST의 아카이브 이미지에서 초신성을 발견했습니다. 초신성에서 나오는 빛은 은하단 Abell 370에 의해 중력 렌즈화되어 동일한 이미지에 세 번 나타납니다. 초신성은 Abell 370 뒤에 있는 왜소 은하에서 발생했습니다.
"우리는 폭발의 초기 단계에서 세 가지 다른 순간을 보여주는 NASA의 HST에 의한 단일 스냅샷에서 멀리 떨어진 초신성 폭발을 발견했습니다."라고 말합니다. 웬레이 첸의 수석 저자 자연 미국 미네소타 대학교에 기반을 둔 논문입니다. 그는 말한다 물리학 세계, “이와 같은 핵 붕괴 초신성은 질량이 작은 별에 비해 빠르게 타버리기 때문에 수명이 짧은 무거운 별의 죽음을 의미합니다.”
적색초거성
별의 핵이 폭발했을 때 충격파가 시작되어 별의 바깥 부분을 가열하여 그 과정에서 팽창하고 냉각되었습니다. 이것은 폭발한 별의 크기에 따라 달라지는 뚜렷한 모양을 가진 광도 곡선(시간이 지남에 따라 별의 밝기가 어떻게 변하는가)을 발생시킵니다. 이를 통해 연구팀은 원시 별의 반경이 태양보다 약 530배 더 커서 적색 초거성과 일치하는 크기라고 추정합니다. 별 광도 곡선의 현저한 적색 편이는 초신성이 발생했을 때 우주의 나이가 겨우 2.2억 년에 불과했음을 의미합니다.
"과학자들이 죽어가는 초거성의 크기를 10억 년 이상 전에 측정할 수 있었던 것은 이번이 처음입니다.”라고 Chen은 설명합니다. "일반적으로 멀리 떨어진 초신성은 너무 희미해서 기존 망원경을 사용하여 감지하고 식별할 수 없습니다."
팀 구성원 호세 마리아 디에고 스페인의 Instituto de Física de Cantabria는 이 탐지가 중요한 이유를 설명합니다. "이 초신성을 특별하게 만드는 것은 우리가 폭발 후 첫 순간을 목격하고 있다는 것입니다." 디에고가 말했습니다. 물리학 세계. “초신성은 일반적으로 우리에게 훨씬 더 가까이에서 발견됩니다. 이것은 아마도 지금까지 관찰된 가장 멀리 떨어진 초신성 상위 XNUMX위 안에 들 것입니다.”
디에고는 또한 이러한 유형의 핵 붕괴 초신성은 천문학자들이 "표준 촛불"이라고 부르는 이유는 광도 곡선이 매우 명확하여 우주 거리를 측정하는 데 사용할 수 있기 때문이라고 지적합니다. 이것은 이와 같은 더 초기 사례를 찾는 것이 우주 진화 모델을 테스트하는 데 도움이 될 수 있음을 의미합니다.
아인슈타인의 이론
실제로 이 초신성은 알버트 아인슈타인의 1915년 일반 상대성 이론에서 비롯된 중력 현상 때문에만 볼 수 있습니다. 이론은 은하와 같은 무거운 물체가 가까운 시공간에서 상당한 변형을 일으키고 이 변형이 은하 근처를 통과하는 빛의 궤적을 휘게 할 것이라고 말합니다.
결과적으로 은하는 먼 별에서 지구를 향해 빛을 집중시킬 수 있는 중력 렌즈 역할을 할 수 있어 천문학자들에게 별을 확대하여 볼 수 있습니다. 중력 렌즈는 공간에서 분리된 동일한 별의 여러 이미지를 생성할 수도 있습니다.
멀리 있는 초신성을 허블 이미지에 세 번 나타나게 만든 거대한 렌즈 효과 물체는 고래자리 방향으로 지구에서 거의 370억 광년 떨어진 곳에 위치한 은하단 Abell 5입니다.
시간 순서
XNUMX개의 이미지 각각에 있는 빛은 지구로 향하는 서로 다른 경로를 택했고 이 경로는 서로 다른 길이를 가졌습니다. 이것은 이미지가 폭발 후 XNUMX일 이내에 XNUMX번의 다른 순서로 별을 보여준다는 것을 의미합니다.
중력 렌즈 작용으로 멀리 떨어진 초신성 '아인슈타인의 십자가' 생성
"이미지 중 하나가 폭발 후 불과 몇 시간 후에 해당한다는 사실은 놀라운 발견입니다."라고 Diego는 덧붙입니다. “우리는 일반적으로 초신성이 폭발한 후 며칠 또는 몇 주 후에 나타납니다. 우리 근처에서 폭발한 초신성만이 폭발 후 몇 시간 후에 관찰되었습니다. 우리는 이전에 이 거리에서 초기 초신성을 본 적이 없습니다.”
Chen은 팀이 James Webb 우주 망원경을 사용하여 초신성을 더 자세히 조사하고 초기 우주에서 더 중력적으로 렌즈가 적용된 초신성을 찾을 계획이라고 말했습니다. 그는 더 멀리 떨어져 있는 핵 붕괴 초신성을 발견하면 천문학자들이 초기 우주에서 별 형성에 대해 더 잘 이해할 수 있게 될 것이라고 덧붙였습니다.
