2017.04.25. - Ia típusú szupernóva képét többszörözte meg egy galaxis

A Stockholm University kutatócsoportja a Hubble-űrtávcsővel először detektálta egy Ia típusú szupernóvának a robbanás és köztünk elhelyezkedő galaxis gravitációslencse-hatása által megtöbbszörözött képét.

Az Ia típusú szupernóvák a természet ún. "sztenderd gyertyáiként" hosszú ideje a legfontosabb eszközök a csillagászok kezében a kozmikus távolságok meghatározásában. Ezen objektumok tanulmányozása vezetett a 2011-ben fizikai Nobel-díjjal is elismert szenzációs felfedezéshez, miszerint az univerzum gyorsulva tágul. A svéd irányítású nemzetközi kutatócsoport vezetője, Ariel Goobar professzor (Stockholm University) tagja volt az egyik Nobel-díjas, Saul Perlmutter csapatának is. Munkatársaival most sikerült megfigyelnie egy Ia típusú szupernóva, az iPTF16geu jelű robbanás megtöbbszörözött képét, amelyet egy majdnem pontosan a szupernóva és a Föld között elhelyezkedő galaxis okozott az ún. erős gravitációslencse-hatás révén. A galaxis gravitációs terében a szupernóva-robbanás fénye elhajlott, olyan effektust eredményezve, mint egy optikai lencse leképezése: a gravitációs lencse a szupernóváról nagyított, felerősített és többszörözött képet állított elő. Az új észlelések ígéretes eszközként szolgálhatnak a gyorsulva táguló univerzumot leíró kozmológiai elméletek teszteléséhez, illetve a rejtélyes sötét anyag eloszlásának feltérképezéséhez.

Az Ia típusú szupernóvák gyakori jelenségek a világegyetemben, többek között ezért is jól használhatók a kozmikus távolságskála kalibrálásában. Az utóbbi évtizedekben pedig az Einstein által a 20. század elején megjósolt gravitációslencse-hatás is egyre fontosabb elemévé vált a csillagászat eszköztárának. Eddig azonban még nem sikerült Ia típusú szupernóva gravitációs lencse által előállított képeit rögzíteni. Goobar és csoportja két, a Caltech által vezetett nemzetközi együttműködésnek is résztvevője. Az egyik az iPTF (intermediate Palomar Transient Factory), amelyben a Palomar Obszervatórium egyedülálló égboltfelmérő-lehetőségeit kihasználva közel valós időben keresik a tranziens kozmikus eseményeket, például a szupernóva-robbanásokat. A másik, a GROWTH (Global Relay of Observatories Watching Transients Happen) kutatók és távcsövek globális hálózata, amely nagyon gyorsan képes reagálni az iPFT által detektált eseményekre és folytatni azok részletes megfigyelését.

Az iPTF16geu szupernóva és gazdagalaxisának fénye elhajlott és felerősödött egy előtérgalaxis görbült gravitációs terében, aminek következtében a pontszerű szupernóváról négy kép állt elő, amelyeket a Hubble-űrtávcső rögzített.
[ALMA (ESO/NRAO/NAOJ), L. Calçada (ESO), Y. Hezaveh et al, Joel Johansson]

A felfedezést követő két hónapon belül a csoport a Hubble-űrtávcsővel, a hawaii Mauna Kea-n működő Keck Obszervatórium és a chilei VLT adaptív optikás műszereivel is észlelte az iPTF16geu szupernóvát. A gravitációslencse-hatás miatt létrejött négyes kép magában is nagyon érdekes, de ennél talán fontosabb, hogy a kutatók így meg tudják határozni, a szupernóva egyes képeit előállító fénysugaraknak mennyi idő kellett a Föld eléréséhez. Az időkülönbségekből pedig nagyon pontos becslést lehet adni az univerzum tágulási ütemét megadó Hubble-állandóra. Jelenleg a H₀-lal jelölt konstansra a különböző módszerek kissé eltérő eredményt adnak, ezek a kis eltérések azonban jelentős eltéréseket okozhatnak a világegyetem fejlődésére és tágulására vonatkozó előrejelzésekben.

Az iPTF16geu tanulmányozása már eddig is szolgált érdekes eredményekkel. A szupernóvákra és a gravitációs lencsézésre vonatkozó jelenlegi ismereteink alapján az ilyen események meglehetősen valószínűtlenek. A Keck- és a Hubble-adatok alapján ráadásul a kutatók úgy találták, hogy a leképező galaxisban számos alrendszernek kell léteznie, hogy magyarázhassuk a szupernóva négy képe közt megfigyelhető különbségeket és a nagyítás mértékét. Ez pedig új kérdéseket vet fel az univerzum anyagának szerveződésével és a kis skálákon fellépő gravitációs lencsézéssel kapcsolatban.

Az eredményeket részletező szakcikk a Science magazinban jelent meg.

Forrás:

• ScienceDaily 2017.04.20.