РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Как взрыв сверхновой поможет точнее измерить скорость расширения Вселенной

Американские астрономы сумели предсказать появление в 2037 году изображения взрывающейся звезды. Разберемся, как это поможет учёным ответить на фундаментальные вопросы о нашей Вселенной.
Тэги:
Как взрыв сверхновой поможет точнее измерить скорость расширения Вселенной
NASA
В астрономии есть вещи, точные и надёжные, как швейцарские часы — астрономы могут легко полагаться, например, на время приближающихся лунных и солнечных затмений. К этому списку добавилось событие, происходящее глубоко в межгалактическом пространстве: в 2037 году мы увидим изображение взрывающейся звезды под названием Supernova Requiem. Правда, невооруженным взглядом его не увидеть — это подвластно лишь некоторым телескопам будущего.
Содержание статьи

Американские астрономы сумели предсказать появление в 2037 году изображения взрывающейся звезды. Разберемся, как это поможет учёным ответить на фундаментальные вопросы о нашей Вселенной.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Как посмотреть на сверхновую

Это будет уже четвертое известное появление той же сверхновой. Первые три изображения нашли в данных телескопа Хаббл за 2016 год. Учёные хотят улучшить изображение — получить увеличенное изображение с большей яркостью и разделенное на отдельные «кадры» в разные моменты взрыва.

Множественные изображения создаются мощной гравитацией скопления галактик, которая искажает и усиливает свет от сверхновой, находящейся далеко позади них. Этот эффект называют гравитационным линзированием. Впервые предсказанный Альбертом Эйнштейном, этот эффект похож на изгиб света от стеклянной собирающей линзы.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Три изображения сверхновой с линзами, похожие на крошечные точки на одном снимке телескопа Хаббл, показывают свет от последствий взрыва. Точки различаются по яркости и цвету — это три различные фазы затухающего взрыва, остывающего с течением времени.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

К примеру, свету скопления галактик MACS J0138.0-2155, захваченному Хабблом, потребовалось около четырех миллиардов лет, чтобы достичь Земли. Свету от Supernova Requiem, находящейся за этим скоплением, потребовалось примерно 10 миллиардов лет для своего путешествия, в зависимости от расстояния до его галактики.

Как может быть разным расстояние проходимое светом одной звезды

Прогноз команды о возвращении изображения сверхновой звезды основан на компьютерных моделях, описывающих различные пути, по которым свет сверхновой проходит через темную материю — это невидимый глазу материал, который составляет основную часть материи Вселенной.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Каждое увеличенное изображение проходит через скопление галактик своим маршрутом и достигает Земли в разное время, отчасти из-за различий в длине путей прохождения света.

Когда какой-либо свет проходит вблизи очень массивного объекта, такого как галактика или скопление галактик, искривление пространства-времени, о котором нам говорила ещё общая теория относительности Эйнштейна, работает для любой массы и задерживает перемещение света вокруг этой массы.

Чтобы лучше это представить, рассмотрим несколько одинаковых поездов, которые покидают станцию ​​одновременно с одинаковой скоростью и направляются в одно и то же место. Однако каждый поезд следует по разному маршруту, итоговое расстояние для каждого поезда также разное. Поскольку поезда движутся по рельсам разной длины по разной местности, они не прибывают в пункт назначения одновременно.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Более того, линзовое изображение сверхновой, которое, по прогнозам, должно появиться в 2037 году, отстает от других изображений той же сверхновой ещё и потому, что ее свет проходит прямо через середину скопления, где находится темная материя расположена наиболее плотно. При этом огромная масса кластера искривляет свет, вызывая задержку.

Реквием далёкой звезды

Изображения сверхновой были обнаружены Гейбом Браммером в 2019 году. Браммер заметил зеркальные изображения сверхновых во время анализа далеких галактик, увеличенных массивными скоплениями галактик на переднем плане, в рамках программы под названием REsolved QUIEscent Magnified Galaxies (REQUIEM).

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Он сравнивал новые данные REQUIEM за 2019 год с архивными изображениями, полученными в 2016 году из другой научной программы Хаббла. Его внимание привлек крошечный красный объект в данных 2016 года — изначально Браммер думал, что это далекая галактика. Но она исчезла на изображениях 2019 года.

«При дальнейшем изучении данных за 2016 год, я заметил, что на самом деле там было три увеличенных объекта, два красных и фиолетовый», — пояснил он. «Каждый из трех объектов был связан с линзовым изображением далекой массивной галактики. Значит, это не далекая галактика, а временный источник света в этой системе — словно выключили лампочку».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Изображения линзированных сверхновых расположены по дуге вокруг ядра скопления. Они выглядят как маленькие точки рядом с нечёткими увеличенными изображениями их родительской галактики.

Зачем нужны такие измерения?

Повторный захват изображения взрыва сверхновой поможет астрономам измерить временные задержки между четырьмя изображениями, что поможет точно настроить модели, отображающие распределение массы скопления, а также точнее измерить скорость расширения Вселенной и исследовать природу темной энергии — гипотетической формы энергии, действующей против гравитации и заставляющей Вселенную расширяться быстрее. Впрочем, измерения реликтового излучения подтверждают её наличие в космосе.

Такой метод измерения временной задержки ценен, потому что он близок к прямым измерениям скорости расширения Вселенной, что, конечно, непросто проделать. Чем больше таких изображений будет найдено, тем точнее будет полученное значение скорости.

Загрузка статьи...