Kosmický objektiv poskytuje jedinečný pohled na Supernovu

Astronomové objevili gravitační čočku supernovy typu Ia, která jim brzy poskytne novou míru expanze vesmíru.

"Byl jsem zmatený."

Takto popisuje Mansi Kasliwal (Caltech) svůj první dojem, když se podívala na počáteční obrázky supernovy dabované iPTF 16geu. Byl to zjevně typ Ia, druh supernovy proslavený ve své roli standardní svíčky . V roce 1998 tým astronomů použil právě tento druh supernov k měření svítivosti nezávisle na vzdálenosti - a přitom objevil existenci temné energie. (Za své úsilí získali Nobelovu cenu v roce 2011.)

Zdá se však, že tato supernova se neřídí pravidlem, kterým se řídí zbytek jejího typu. "Bylo to mnohem jasnější, než by se nám mělo dostat od nás, " říká Kasliwal.

Následná pozorování z Hubbleova kosmického dalekohledu, Keckova dalekohledu v Hawai'i a velmi velkého dalekohledu Evropské jižní observatoře v Chile odhalila další tři supernovy poblíž prvního. Byli přesně takoví - ve skutečnosti totožní. Ukázalo se, že gravitace galaxie v popředí ohnula světlo supernovy iPTF 16geu během 4, 3 miliardy let trvající cesty na Zemi, vytočila jeho jas faktorem 52 a rozdělila své světlo na čtyři obrazy vzdálené jen 0, 3 sekundy. Výsledkem je klasický Einsteinův kříž, vůbec první supernova typu Ia.

Tento složený obrázek ukazuje gravitační čočku supernovy iPTF16geu typu Ia, jak je vidět u různých dalekohledů. Obrázek na pozadí ukazuje širokoúhlý pohled na noční oblohu, jak je vidět na observatoře Palomar. Obrázek zcela vlevo ukazuje sledování Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Hubble zachytil centrální obraz, který ukazuje popředí galaxii zodpovědnou za ohýbání supernovy světla (SDSS J210415.89-062024.7). Obraz zcela vpravo byl také pořízen pomocí Hubbla a zobrazuje čtyři obrazy výbuchu supernovy kolem čočkové galaxie.
ESA / Hubble / NASA / SDSS / Palomar Observ. / Caltech

Astronomové objevili gravitační čočky tuctem-masivní popředí galaxie nebo shluky galaxií zvětšují (a deformují) světlo z galaxií v pozadí, dávají astronomům pohled na raný vesmír, který by jinak byl mimo dosah.

Supernovy jsou však v takových čočkách jen zřídka zachyceny. Jejich světelný paprsek je příliš krátký - v řádu měsíců nebo let v závislosti na typu supernovy a její vzdálenosti. Dosud byla chycena pouze jedna supernova s ​​více obrázky: Supernova Refsdal, supernova typu core-collapse.

Gravitačně čočková supernova iPTF 16geu se objevuje ve tvaru Einsteinova kříže.
ESA / Hubble / NASA

Tento objev umožnil Intermediate Palomar Transient Factory, plně automatizovaný dalekohled 1, 2 metru, který skenuje oblohu pomocí velké polní kamery. Je navržen tak, aby zachytil rychle se měnící nebeské události, jako jsou supernovy, v reálném čase. Vědci z Global Relay of Observatories Watch Transitions Happen (GROWTH) vedli pozorování, která navazovala na objev supernovy.

Ať už je to super, jak chytit supernovu v kosmické čočce, je ještě chladnější, že je supernova typu Ia, která vědí, jak je skutečně jasná (a nejen to, jak jasná se zdá být díky k zvětšení objektivu) říká astronomům, jak daleko je ve skutečnosti a činí složité výpočty objektivů mnohem jednodušší, s méně zahrnutými předpoklady.

Protože světlo ze Supernovy iPTF 16geu bylo rozděleno do čtyř obrazů, každý z těchto obrazů se vydal poněkud odlišnou cestou k Zemi. Mezinárodní tým astronomů nyní počítá délku každé z těchto cest. Goobar a jeho kolegové brzy budou mít míru Hubbleovy konstanty, která nám říká, jak rychle se vesmír zrychluje. To je cenná část dat, protože astronomové se hádají o Hubbleově konstantě po celá desetiletí a - i když se v odpovědi zužují - debata se v posledních letech zintenzivnila.

„Když lidé nyní měří rychlost expanze vesmíru na místní úrovni pomocí hvězd supernovy nebo Cepheidu, získají jiné číslo než ti, kteří se dívají na časná pozorování vesmíru a vesmírné mikrovlnné pozadí, “ říká Ariel Goobar (Stockholmská univerzita, Švédsko) ). "Tam je napětí a bylo by hezké, kdybychom mohli přispět k vyřešení tohoto úkolu."