Світло від наднової зірки, яке випромінювалося лише через шість годин після початкового вибуху зірки, спостерігали разом зі світлом, випромінюваним через два та вісім днів пізніше. Спостереження здійснила міжнародна група за допомогою космічного телескопа Хаббла (HST). Наднова також примітна тим, що виникла приблизно 11.5 мільярдів років тому, коли Всесвіт був у відносному зародковому стані. Слабке світло можна було побачити лише через ефект гравітаційної лінзи галактики, яка лежить між Землею та надновою.
Вчені, чиї дослідження описані в природа, помітив наднову на архівних зображеннях з HST. Світло від наднової було гравітаційно лінзоване галактичним скупченням Abell 370, у результаті чого воно з’являлося тричі на одному зображенні. Наднова спалахнула в карликовій галактиці позаду Abell 370.
«Ми виявили віддалений вибух наднової зірки на одному знімку, зробленому HST NASA, який показує три різні моменти на ранній стадії вибуху», — каже Венлей Чен, провідний автор природа документ, який базується в Університеті Міннесоти в США. Він розповідає Світ фізики»,Наднові з колапсом ядра, подібні до цієї, знаменують смерть масивних зірок, які недовговічні, тому що вони швидко згоряють порівняно з зірками з меншою масою».
Червоний надгігант
Коли ядро зірки вибухнуло, виникла ударна хвиля, яка нагріла зовнішню частину зірки, спричинивши її розширення та охолодження. Це породжує криву блиску (як яскравість зірки змінюється з часом) із чіткою формою, що залежить від розміру зірки, яка вибухнула. Виходячи з цього, команда підрахувала, що радіус зірки-прародителя був приблизно в 530 разів більшим, ніж радіус Сонця, що відповідає розміру червоного надгіганта. Значне червоне зміщення кривої блиску зірки означає, що Всесвіту було лише 2.2 мільярда років, коли сталася наднова.
"Це перший випадок, коли вченим вдалося виміряти розмір вмираючої надгігантської зірки, якою вона була понад 10 мільярдів років тому», — пояснює Чень. «Зазвичай віддалені наднові надто слабкі, щоб їх виявити й ідентифікувати за допомогою існуючих телескопів».
Член команди Хосе Марія Дієго з іспанського Instituto de Física de Cantabria пояснює, чому це виявлення настільки важливе. «Що робить цю наднову особливою, так це те, що ми спостерігаємо перші миті після вибуху», — сказав Дієго. Світ фізики. «Наднові також зазвичай знаходяться набагато ближче до нас. Ця, мабуть, входить до п’ятірки найвіддаленіших наднових, які коли-небудь спостерігалися».
Дієго також зазначає, що астрономи називають ці типи наднових зірок колапсу ядра «стандартними свічками», оскільки їхні криві блиску настільки чіткі, що їх можна використовувати для вимірювання космічних відстаней. Це означає, що пошук більш ранніх прикладів, подібних до цього, може допомогти перевірити моделі космічної еволюції.
Теорія Ейнштейна
Дійсно, цю наднову можна побачити лише через гравітаційне явище, яке випливає із загальної теорії відносності Альберта Ейнштейна 1915 року. Теорія говорить, що масивний об’єкт, такий як галактика, викликає значну деформацію в найближчому просторі-часі, і ця деформація викривляє траєкторію світла, яке проходить поблизу галактики.
У результаті галактика може діяти як гравітаційна лінза, яка може фокусувати світло від далекої зірки на Землю, даючи астрономам збільшене зображення зірки. Гравітаційна лінза також може створювати кілька зображень однієї зірки, розділених у просторі.
Масивний лінзуючий об’єкт, відповідальний за те, що далека наднова з’являється тричі на зображенні Хаббла, – це галактичне скупчення Abell 370, яке розташоване майже в 5 мільярдах світлових років від Землі в сузір’ї Кита.
Часова послідовність
Світло на кожному з трьох зображень пройшло різні шляхи до Землі, і ці шляхи були різної довжини. Це означає, що зображення показують зірку в три різні моменти часу протягом восьми днів після вибуху.
Гравітаційне лінзування створює «хрест Ейнштейна» віддаленої наднової
«Той факт, що одне із зображень відповідає лише декільком годинам після вибуху, є надзвичайним відкриттям», — додає Дієго. «Зазвичай ми бачимо наднові через кілька днів або тижнів після того, як вони вибухають. Лише наднові зірки, які вибухнули поблизу нас, спостерігали через кілька годин після вибуху. Ми ніколи раніше не бачили ранню наднову на такій відстані».
Чен каже, що команда планує використовувати космічний телескоп Джеймса Вебба для подальшого дослідження наднової зірки та пошуку більшої кількості наднових зірок гравітаційної лінзи в ранньому Всесвіті. Він додає, що виявлення більш віддалених наднових із колапсом ядра має дозволити астрономам отримати краще розуміння утворення зірок у ранньому Всесвіті.
