Lumina dintr-o supernovă care a fost emisă la doar șase ore după explozia stelară inițială a fost observată împreună cu lumina emisă două și opt zile mai târziu. Observația a fost făcută de o echipă internațională folosind Telescopul Spațial Hubble (HST). Supernova este, de asemenea, remarcabilă pentru că a apărut în urmă cu aproximativ 11.5 miliarde de ani, când universul era relativ la începutul său. Lumina slabă a putut fi văzută doar din cauza efectului de lentilă gravitațională al unei galaxii care se află între Pământ și supernovă.
Oamenii de știință, ale căror cercetări sunt descrise în Natură, a observat supernova în imagini de arhivă de la HST. Lumina din supernova a fost captată gravitațional de clusterul galactic Abell 370, făcând-o să apară de trei ori în aceeași imagine. Supernova a apărut într-o galaxie pitică din spatele lui Abell 370.
„Am găsit o explozie de supernovă îndepărtată într-un singur instantaneu de către HST al NASA, care arată trei momente diferite în stadiul incipient al exploziei”, spune. Wenlei Chen, autor principal al Natură lucrare care are sediul la Universitatea din Minnesota din SUA. El spune Lumea Fizicii, "Supernovele cu colaps al miezului ca aceasta marchează moartea stelelor masive, care sunt de scurtă durată, deoarece ard rapid în comparație cu stelele cu masă mai mică.”
Supergigantă roșie
Când nucleul stelei a explodat, s-a lansat o undă de șoc care a încălzit partea exterioară a stelei, făcând-o să se extindă și să se răcească pe parcurs. Acest lucru dă naștere unei curbe de lumină (modul în care luminozitatea unei stele se schimbă în timp) cu o formă distinctă care depinde de dimensiunea stelei care a explodat. Din aceasta, echipa estimează că raza stelei progenitoare a fost de aproximativ 530 de ori mai mare decât cea a Soarelui, o dimensiune care este în concordanță cu o supergigantă roșie. Deplasarea semnificativă spre roșu a curbei luminii stelei înseamnă că universul avea doar 2.2 miliarde de ani când a apărut supernova.
Este pentru prima dată când oamenii de știință au reușit să măsoare dimensiunea unei stele supergigant pe moarte așa cum era acum mai bine de 10 miliarde de ani”, explică Chen. „De obicei, supernovele îndepărtate sunt prea slabe pentru a fi detectate și identificate folosind telescoapele existente.”
Membru al echipei Jose Maria Diego al Instituto de Física de Cantabria din Spania explică de ce această detectare este atât de semnificativă. „Ceea ce face această supernova specială este că asistăm la primele clipe după explozie”, a spus Diego. Lumea fizicii. „Supernovele se găsesc, de asemenea, în mod normal mult mai aproape de noi. Aceasta se află, probabil, în primele cinci și cele mai îndepărtate supernove observate vreodată.”
Diego subliniază, de asemenea, că aceste tipuri de supernove cu colaps al miezului sunt denumite „lumânări standard” de către astronomi, deoarece curbele lor de lumină sunt atât de bine definite încât pot fi folosite pentru a măsura distanțe cosmice. Aceasta înseamnă că găsirea mai multor exemple timpurii ca acesta ar putea ajuta la testarea modelelor de evoluție cosmică.
teoria lui Einstein
Într-adevăr, această supernova este vizibilă doar datorită unui fenomen gravitațional care decurge din teoria relativității generale a lui Albert Einstein din 1915. Teoria spune că un obiect masiv, cum ar fi o galaxie, provoacă o deformare semnificativă în spațiu-timp din apropiere și această deformare va îndoi traiectoria luminii care trece în apropierea galaxiei.
Drept urmare, o galaxie poate acționa ca o lentilă gravitațională care poate focaliza lumina de la o stea îndepărtată către Pământ, oferind astronomilor o vedere mărită a stelei. O lentilă gravitațională poate crea, de asemenea, mai multe imagini ale aceleiași stele care sunt separate în spațiu.
Obiectul masiv de lentilă responsabil pentru a face supernova îndepărtată să apară de trei ori în imaginea Hubble este clusterul galactic Abell 370, care este situat la aproape 5 miliarde de ani lumină de Pământ, în constelația Cetus.
Secvență de timp
Lumina din fiecare dintre cele trei imagini a luat căi diferite către Pământ și aceste căi au lungimi diferite. Aceasta înseamnă că imaginile arată steaua într-o secvență de trei ori diferite în decurs de opt zile după explozie.
Lentila gravitațională creează „crucia lui Einstein” a supernovei îndepărtate
„Faptul că una dintre imagini corespunde la doar câteva ore după explozie este o descoperire remarcabilă”, adaugă Diego. „De obicei vedem supernove la câteva zile sau săptămâni după ce explodează. Doar supernove care au explodat în apropierea noastră au fost observate la câteva ore după explozie. Nu am mai văzut niciodată o supernova timpurie la această distanță.”
Chen spune că echipa plănuiește să folosească telescopul spațial James Webb pentru a investiga în continuare supernova și pentru a căuta mai multe supernove cu lentile gravitaționale în universul timpuriu. El adaugă că descoperirea unor supernove mai îndepărtate cu colaps de nucleu ar trebui să permită astronomilor să înțeleagă mai bine formarea stelelor în universul timpuriu.
