Свет от сверхновой, излученной всего через шесть часов после первоначального взрыва звезды, наблюдался вместе со светом, излученным через два и восемь дней. Наблюдение было сделано международной командой с помощью космического телескопа Хаббла (HST). Сверхновая также примечательна тем, что произошла около 11.5 миллиардов лет назад, когда Вселенная находилась в относительном зачаточном состоянии. Слабый свет можно было увидеть только из-за эффекта гравитационного линзирования галактики, которая находится между Землей и сверхновой.
Ученые, чьи исследования описаны в природа, заметил сверхновую на архивных изображениях с HST. Свет от сверхновой был гравитационно линзирован галактическим скоплением Abell 370, в результате чего он появился три раза на одном изображении. Вспышка сверхновой произошла в карликовой галактике позади Abell 370.
«Мы обнаружили отдаленный взрыв сверхновой на одном снимке НАСА HST, показывающем три разных момента на ранней стадии взрыва», — говорится в сообщении. Венлей Чен, ведущий автор природа бумаги, которая базируется в Университете Миннесоты в США. Он говорит Мир физики»,Сверхновые с коллапсом ядра, подобные этой, отмечают смерть массивных звезд, которые недолговечны, потому что сгорают быстрее, чем звезды с меньшей массой».
красный сверхгигант
Когда ядро звезды взорвалось, ударная волна нагрела внешнюю часть звезды, заставив ее расширяться и охлаждаться по пути. Это приводит к кривой блеска (как яркость звезды меняется со временем) с отчетливой формой, которая зависит от размера взорвавшейся звезды. Исходя из этого, команда подсчитала, что радиус звезды-прародителя был примерно в 530 раз больше, чем у Солнца, что соответствует размеру красного сверхгиганта. Значительное красное смещение кривой блеска звезды означает, что Вселенной было всего 2.2 миллиарда лет, когда вспыхнула сверхновая.
Это первый случай, когда ученым удалось измерить размер умирающей сверхгигантской звезды, какой она была более 10 миллиардов лет назад», — объясняет Чен. «Обычно далекие сверхновые слишком тусклые, чтобы их можно было обнаружить и идентифицировать с помощью существующих телескопов».
Участник команды Хосе Мария Диего из испанского Института физики Кантабрии объясняет, почему это обнаружение так важно. «Что делает эту сверхновую особенной, так это то, что мы наблюдаем первые мгновения после взрыва», — сказал Диего. Мир физики. «Сверхновые также обычно находятся намного ближе к нам. Эта, возможно, входит в пятерку или около того самых далеких сверхновых, которые когда-либо наблюдались».
Диего также указывает, что эти типы сверхновых с коллапсом ядра астрономы называют «стандартными свечами», потому что их кривые блеска настолько четко определены, что их можно использовать для измерения космических расстояний. Это означает, что поиск более ранних примеров, подобных этому, может помочь проверить модели космической эволюции.
теория Эйнштейна
Действительно, эта сверхновая видима только из-за гравитационного явления, которое вытекает из общей теории относительности Альберта Эйнштейна 1915 года. Теория гласит, что массивный объект, такой как галактика, вызывает значительную деформацию близлежащего пространства-времени, и эта деформация будет искривлять траекторию света, проходящего вблизи галактики.
В результате галактика может действовать как гравитационная линза, которая может фокусировать свет от далекой звезды на Землю, давая астрономам увеличенное изображение звезды. Гравитационная линза также может создавать несколько изображений одной и той же звезды, разделенных в пространстве.
Массивный линзирующий объект, из-за которого далекая сверхновая появилась трижды на изображении Хаббла, — это галактическое скопление Abell 370, которое расположено почти в 5 миллиардах световых лет от Земли в созвездии Кита.
Временная последовательность
Свет на каждом из трех изображений шел к Земле разными путями, и эти пути были разной длины. Это означает, что изображения показывают звезду в последовательности трех разных моментов времени в течение восьми дней после взрыва.
Гравитационное линзирование создает «крест Эйнштейна» из далекой сверхновой
«Тот факт, что одно из изображений соответствует моменту всего через несколько часов после взрыва, является замечательным открытием», — добавляет Диего. «Обычно мы видим сверхновые через несколько дней или недель после их взрыва. Только сверхновые, взорвавшиеся рядом с нами, наблюдались через несколько часов после взрыва. Мы никогда раньше не видели раннюю сверхновую на таком расстоянии».
Чен говорит, что команда планирует использовать космический телескоп Джеймса Уэбба для дальнейшего изучения сверхновой и поиска сверхновых с гравитационными линзами в ранней Вселенной. Он добавляет, что обнаружение более далеких сверхновых с коллапсом ядра должно позволить астрономам лучше понять формирование звезд в ранней Вселенной.
