Космічний “Хрест Ейнштейна” помічений після вибуху далекої супернової

Вимірювання космічних відстаней є складним завданням, і для цього астрономи покладаються на численні методи та інструменти, які разом називають космічними відстанями.

Одним із особливо важливих інструментів є наднові типу Ia , які виникають у подвійних системах, де одна зірка (білий карлик) поглинає матерію супутника (часто червоного гіганта), доки не досягне межі Чандрасекара й не зруйнується під дією власної маси.

Коли ці зірки здувають свої зовнішні шари під час потужного вибуху, вони тимчасово затьмарюють усе на задньому плані.

У недавньому дослідженні міжнародна група дослідників під керівництвом Аріеля Губара з Центру Оскара Кляйна Стокгольмського університету виявила незвичайну наднову типу Ia, SN Zwicky (SN 2022qmx).

У незвичайному повороті команда спостерігала « кільце Ейнштейна », незвичайне явище, передбачене загальною теорією відносності Ейнштейна, коли наявність гравітаційної лінзи на передньому плані посилює світло від віддаленого об’єкта.

Це було велике досягнення для команди, оскільки воно включало спостереження двох дуже рідкісних астрономічних подій, які випадково збіглися.

Команда складалася з кількох дослідників з Центру Оскара Кляйна , Інституту космології Кавлі , Центру астрофізики Кехілла , Центру інфрачервоної обробки та аналізу (IPAC), Федеральної політехнічної школи Лозанни (EPFL), Міждисциплінарного центру Дослідження та дослідження в астрофізиці (CIERA), Ліонський астрофізичний центр , NASA Goddard, Науковий інститут космічного телескопа (STScI) і численні університети.

Їх дослідницька стаття, яка описує їхні відкриття, нещодавно з’явилася в Nature Astronomy .

Початкове виявлення було зроблено за допомогою Zwicky Transient Facility в Паломарській обсерваторії в Каліфорнії. Цей об’єкт названо на честь Фріца Цвікі, астронома, який у 1930-х роках вперше висунув теорію про існування темної матерії .

Через кілька тижнів команда спостерігала за ним за допомогою адаптивної оптики (AO) в обсерваторії WM Keck на вершині Маунакеа, Гаваї, і Дуже великого телескопа (VLT) в обсерваторії Paranal в Чилі. Ґрунтуючись на спостережуваній яскравості, Губар і його колеги припустили, що вони спостерігали сильний ефект лінзування.

Ці подальші спостереження та зображення, отримані космічним телескопом Хаббла, підтвердили цю теорію, показавши, що ефект лінзування кількох зображень був результатом галактики на передньому плані, яка збільшила наднову в 25 разів!

Це випадкове відкриття відкриває численні можливості для астрономів, включаючи можливість детальніше вивчити SN Zwicky і глибше дослідити таємниці гравітаційних лінз. Як пояснив Губар у прес-релізі Стокгольмського університету :

«Відкриття SN Zwicky не тільки демонструє надзвичайні можливості сучасних астрономічних інструментів, але й являє собою значний крок вперед у нашому прагненні зрозуміти фундаментальні сили, що формують наш Всесвіт».

Однак наслідки цього виходять за рамки цих двох явищ. Дослідження наднових зірок типу Ia привело астрономів до усвідомлення того, що космос розширюється зі швидкістю прискорення.

Це відкриття принесло дослідницькій команді Нобелівську премію з фізики 2011 року , яку розділили Сол Перлмуттер ( Космологічний проект наднових ) і Браян П. Шмідт і Адам Г. Рейс ( група пошуку наднових з високими z-z ).

Таким чином, спостереження С. Н. Цвікі можуть допомогти астрономам розкрити таємницю того, що зумовлює це прискорене розширення.

«Надзвичайне збільшення SN Zwicky дає нам безпрецедентний шанс вивчити властивості віддалених вибухів наднової типу Ia, які нам потрібні, коли ми використовуємо їх для дослідження природи темної енергії», — сказав Джоель Йоханссон, докторант Стокгольмського університету та співавтор дослідження.

Крім того, це також може допомогти астрономам розкрити завісу над темною матерією та сформулювати теорії про те, як закінчиться Всесвіт (тобто великий хруст, великий розрив, теплова смерть тощо).