A čo štyri supernovy za cenu jedného? Patrick Kelly z Kalifornskej univerzity v Berkeley pomocou Hubbleovho vesmírneho teleskopu spolu s tímami GLASS (Grism Lens Amplified Survey from Space) a Hubble Frontier Fields Teams,objavené vzdialená supernova nasmerovaná na štyri kópie seba silnou gravitáciou klastra v popredí galaxie. Daboval SN Refsdal, objekt bol objavený v bohatej galaxiiMACS J1149,6 + 2223 päť miliárd svetelných rokov od Zeme v súhvezdí Lev. Je to prvá supernova s viacnásobnými šošovkami, ktorá sa objavila, a jedna z najexotickejších zázrakov prírody.
Gravitačné šošovky vyrastali z Einsteinových Teória relativitykde predpovedal, že masívne predmety by sa ohýbali a deformovali vesmírny čas, Čím je objekt masívnejší, tým ťažšie je ohyb. Môžeme si to predstaviť tým, že si predstavíme dieťa stojace na trampolíne, jej váha tlačí jamku do látky. Vymeňte dieťa za dospelého s hmotnosťou 200 libier a povrch trampolíny klesá ešte viac.
Podobne masívne Slnko vytvára hlbokú, ale neviditeľnú jamku v štruktúre časopriestoru. Planéty cítia toto „zakrivenie priestoru“ a doslova sa otáčajú smerom k Slnku. Iba ich bočný pohyb alebo uhlová hybnosť im bránia padať priamo do slnečného pekla.
Zakrivený priestor tvorený masívnymi objektmi tiež ohýba svetelné lúče. Einstein predpovedal, že svetlo z hviezdy prechádzajúcej blízko Slnka alebo iného masívneho objektu bude nasledovať túto neviditeľnú zakrivenú vesmírnu scénu a odkloní sa od inak priamej cesty. Objekt v skutočnosti pôsobí ako šošovka, ktorá ohýba a zaostruje svetlo zo vzdialeného zdroja na jasnejší obraz alebo na viac a skreslený obraz. Známy tiež ako odklon hviezdneho svetla, dnes ho nazývame gravitačné šošovky.
Simulácia skresleného časopriestoru okolo mohutného zhluku galaxií v priebehu času
Ukázalo sa, že existuje veľa týchto gravitačných šošoviek vo forme obrovských zhlukov galaxií. Obsahujú pravidelnú hmotu, ako aj obrovské množstvo stále záhadnej temnej hmoty, ktorá tvorí 96% hmotného materiálu vo vesmíre. Bohaté klastre galaxií fungujú ako ďalekohľady - ich obrovská hmotnosť a silná gravitácia zväčšujú a zosilňujú svetlo galaxií o miliardy svetelných rokov ďalej, čím zviditeľňujú to, čo by sa inak nikdy nevidelo.
Vráťme sa k SN Refsdal, pomenovanému pre nórskeho astrofyzika Sjura Refsdala, ktorý pracoval v oblasti gravitačných šošoviek čoskoro. Masívna eliptická galaxia v klastri MACS J1149 „šošovky“ vzdialená supernova 9,4 miliárd svetelných rokov a jej hostiteľská špirálová galaxia od nejasnosti pozadia po svetlo sveta. Silná gravitácia eliptického systému odviedla skvelú prácu pri skresľovaní časopriestoru, aby sa zviditeľnila supernova, tiež skresľuje tvar hostiteľskej galaxie a rozdelí supernovu do štyroch samostatných, podobne jasných obrazov. Aby bolo možné vytvoriť takú úhľadnú symetriu, musí byť SN Refsdal presne zarovnaná za stredom galaxie.
Scenár tu nesie výraznú podobnosť Einsteinov kríž, gravitačné šošovkový kvasar, kde bolo svetlo vzdialeného kvasaru rozdelené na štyri obrazy usporiadané okolo galaxie šošoviek v popredí. Obrazy kvázaru blikajú alebo sa menia v priebehu času tak, ako sú microlensed priechodom jednotlivých hviezd v galaxii. Každá hviezda funguje ako menšia šošovka v hlavnej šošovke.
Podrobné farebné obrázky, ktoré urobili skupiny GLASS a Hubble Frontier Fields, ukazujú, že hostiteľská galaxia supernovy je tiež vynásobená gravitáciou klastra galaxie. Podľa ich nedávny príspevok, Kelly a tím stále pracujú na získaní spektier supernovy, aby určili, či je výsledkom nekontrolovateľného horenia a výbuchu bielej trpasličej hviezdy (typ Ia) alebo kataklyzmatického kolapsu a odrazu supergiantnej hviezdy, ktorá minul palivo. II).
Časové svetlo, ktoré je potrebné na cestu na Zem z každého zo šošovkových obrazov, je odlišné, pretože každý sleduje trochu inú cestu okolo stredu šošovkovej galaxie. Niektoré cesty sú kratšie, iné dlhšie. Načasovaním variácie jasu medzi jednotlivými snímkami tím dúfa, že nebude obmedzovať iba distribúciu jasnej hmoty verzus tmavej hmoty v šošovkovej galaxii a v zoskupení, ale tieto informácie použije na určenie rýchlosti expanzie vesmíru.
Môžete veľa vytlačiť z kozmického preludu!
