Svetlobo iz supernove, ki je bila izsevana le šest ur po prvi zvezdni eksploziji, so opazili skupaj s svetlobo, izsevano dva in osem dni kasneje. Opazovanje je opravila mednarodna ekipa s Hubblovim vesoljskim teleskopom (HST). Supernova je znana tudi po tem, da se je pojavila pred približno 11.5 milijardami let, ko je bilo vesolje v relativno povojih. Šibko svetlobo je bilo mogoče videti le zaradi učinka gravitacijske leče galaksije, ki leži med Zemljo in supernovo.
Znanstveniki, katerih raziskave so opisane v Narava, opazil supernovo na arhivskih slikah HST. Svetlobo iz supernove je gravitacijsko lečala galaktična kopica Abell 370, zaradi česar se je na isti sliki pojavila trikrat. Supernova se je pojavila v pritlikavi galaksiji za Abell 370.
»Na enem samem posnetku Nasinega HST smo našli oddaljeno eksplozijo supernove, ki prikazuje tri različne trenutke v zgodnji fazi eksplozije,« pravi Wenlei Chen, glavni avtor Narava papir, ki ima sedež na Univerzi v Minnesoti v ZDA. Pove Svet fizike, "Supernove s kolapsom jedra, kot je ta, označujejo smrt masivnih zvezd, ki so kratkotrajne, ker hitro zgorijo v primerjavi z zvezdami z manjšo maso.«
Rdeči supergigant
Ko je jedro zvezde eksplodiralo, se je sprožil udarni val, ki je segrel zunanji del zvezde, zaradi česar se je med potjo razširil in ohladil. To povzroči svetlobno krivuljo (kako se svetlost zvezde spreminja skozi čas) z jasno obliko, ki je odvisna od velikosti zvezde, ki je eksplodirala. Na podlagi tega skupina ocenjuje, da je bil polmer zvezde matične zvezde približno 530-krat večji od Sončevega, kar je velikost, ki je skladna z rdečo super orjakinjo. Pomemben rdeči premik svetlobne krivulje zvezde pomeni, da je bilo vesolje staro samo 2.2 milijarde let, ko se je pojavila supernova.
"To je prvič, da so znanstveniki lahko izmerili velikost umirajoče zvezde superorjakinje, kakršna je bila pred več kot 10 milijardami let,« pojasnjuje Chen. "Običajno so oddaljene supernove prešibke, da bi jih lahko zaznali in identificirali z obstoječimi teleskopi."
Član ekipe Jose Maria Diego s španskega Instituta de Física de Cantabria pojasnjuje, zakaj je to odkritje tako pomembno. "Kar dela to supernovo posebno, je to, da smo priča prvim trenutkom po eksploziji," je povedal Diego Svet fizike. »Supernove so običajno tudi veliko bližje nam. Ta je morda med prvih pet najbolj oddaljenih supernov, ki so jih kdaj opazili.«
Diego tudi poudarja, da te vrste supernov s kolapsom jedra astronomi imenujejo "standardne sveče", ker so njihove svetlobne krivulje tako dobro definirane, da jih je mogoče uporabiti za merjenje kozmičnih razdalj. To pomeni, da bi iskanje več zgodnjih primerov, kot je ta, lahko pomagalo pri testiranju modelov kozmične evolucije.
Einsteinova teorija
Pravzaprav je ta supernova vidna samo zaradi gravitacijskega pojava, ki izhaja iz splošne teorije relativnosti Alberta Einsteina iz leta 1915. Teorija pravi, da ogromen objekt, kot je galaksija, povzroči znatno deformacijo v bližnjem prostoru-času in ta deformacija bo ukrivila trajektorijo svetlobe, ki gre blizu galaksije.
Posledično lahko galaksija deluje kot gravitacijska leča, ki lahko usmeri svetlobo oddaljene zvezde proti Zemlji, kar astronomom omogoči povečan pogled na zvezdo. Gravitacijska leča lahko ustvari tudi več slik iste zvezde, ki so ločene v vesolju.
Masivni lečni objekt, odgovoren za to, da se oddaljena supernova trikrat pojavi na Hubblovi sliki, je galaktična kopica Abell 370, ki se nahaja skoraj 5 milijard svetlobnih let od Zemlje v ozvezdju Kit.
Časovno zaporedje
Svetloba na vsaki od treh slik je imela različne poti do Zemlje in te poti so bile različno dolge. To pomeni, da slike prikazujejo zvezdo v zaporedju treh različnih časov v osmih dneh po eksploziji.
Gravitacijska leča ustvari "Einsteinov križ" oddaljene supernove
"Dejstvo, da ena od slik ustreza samo nekaj uram po eksploziji, je izjemno odkritje," dodaja Diego. »Supernove običajno opazimo nekaj dni ali tednov po tem, ko eksplodirajo. Samo supernove, ki so eksplodirale v naši bližini, so opazili nekaj ur po eksploziji. Še nikoli prej nismo videli zgodnje supernove na tej razdalji.«
Chen pravi, da namerava ekipa uporabiti vesoljski teleskop James Webb za nadaljnje raziskovanje supernove in iskanje več supernov z gravitacijsko lečo v zgodnjem vesolju. Dodaja, da bi moralo odkrivanje bolj oddaljenih supernov s kolapsom jedra astronomom omogočiti boljše razumevanje nastajanja zvezd v zgodnjem vesolju.
