Eén Hubble Supernova-opname werd op drie verschillende tijdstippen gemaakt

In de afgelopen decennia zijn we veel beter geworden in het observeren van supernova’s terwijl ze zich voordoen. Telescopen in een baan om de aarde kunnen nu de uitgezonden hoogenergetische fotonen vastleggen en weten waar ze vandaan komen, zodat andere telescopen snel kunnen waarnemen. Sommige geautomatiseerde scanningtelescopen hebben nacht na nacht dezelfde delen van de lucht in beeld gebracht, waardoor beeldanalyseprogramma’s nieuwe lichtbronnen kunnen identificeren.

Maar soms speelt geluk nog een rol. Dat is het geval met een Hubble-afbeelding uit 2010, waar de afbeelding toevallig ook een supernova vastlegde. Maar als gevolg van de zwaartekrachtlens deed de enkele gebeurtenis zich voor op drie verschillende locaties binnen het gezichtsveld van Hubble. Dankzij de eigenaardigheden over hoe deze lens werkt, werden alle drie de locaties anders vastgelegd keer Nadat de ster was geëxplodeerd, konden onderzoekers het tijdsverloop na de supernova samenstellen, hoewel deze meer dan tien jaar geleden werd waargenomen.

Ik heb het in drie exemplaren nodig

Het nieuwe werk is gebaseerd op het doorzoeken van Hubble’s archieven naar oude beelden die toevallig vluchtige gebeurtenissen vastleggen: iets dat op sommige foto’s van een site staat, maar niet op andere. In dit geval waren de onderzoekers specifiek op zoek naar gebeurtenissen die werden gewijzigd door de zwaartekracht. Dit gebeurt wanneer een massief frontaal object de ruimte zodanig vervormt dat het een lenseffect creëert, waardoor het lichtpad dat vanuit het perspectief van de aarde achter de lens ontstaat, wordt afgebogen.

Omdat zwaartekrachtlenzen lang niet zo nauwkeurig zijn als de lenzen die wij maken, creëren ze vaak vreemde vervormingen van achtergrondobjecten, of in veel gevallen vergroten ze ze op meerdere locaties. Dit lijkt hier te zijn gebeurd, aangezien er drie verschillende beelden zijn van een voorbijgaande gebeurtenis binnen het gezichtsveld van Hubble. Andere afbeeldingen van die regio geven aan dat de locatie samenvalt met een sterrenstelsel; Analyse van het licht van dat sterrenstelsel wijst op een roodverschuiving die aangeeft dat we ernaar kijken zoals het meer dan 11 miljard jaar geleden was.

Gezien de relatieve helderheid, het plotselinge uiterlijk en de locatie binnen de melkweg, is het waarschijnlijk dat deze gebeurtenis een supernova is. Op deze afstand waren veel van de in een supernova geproduceerde hoogenergetische fotonen rood verschoven naar het zichtbare deel van het spectrum, waardoor Hubble ze in beeld kon brengen.

Om meer te weten te komen over de achtergrondsupernova, heeft het team uitgewerkt hoe de lens werkt. Het is gemaakt door een cluster van sterrenstelsels genaamd Abell 370, en door de massa van dit cluster toe te wijzen, konden ze de eigenschappen schatten van de lens die het heeft gecreëerd. Het resulterende lensmodel gaf aan dat er al vier afbeeldingen van de melkweg waren, maar geen enkele afbeelding was voldoende vergroot om zichtbaar te zijn; De drie die zichtbaar waren, werden vergroot met een factor vier, zes en acht.

Maar het model gaf verder aan dat de lens ook de timing van de aankomst van het licht beïnvloedde. Zwaartekrachtlenzen dwingen licht om paden van verschillende lengtes tussen de bron en de waarnemer te nemen. En omdat licht met een constante snelheid beweegt, betekent deze verschillende lengtes dat het licht een andere tijd nodig heeft om hier te komen. Onder de omstandigheden die we kennen is dit een onmerkbaar klein verschil. Maar op kosmische schaal maakt het een groot verschil.

Nogmaals, met behulp van een lensmodel schatten de onderzoekers mogelijke vertragingen. Vergeleken met de oudere afbeelding waren de eerste en tweede afbeelding 2,4 dagen vertraagd en de derde 7,7 dagen, met een onzekerheid van ongeveer 1 dag voor alle schattingen. Met andere woorden, een enkel beeld van het gebied produceerde wat in wezen een tijdspoor van een paar dagen was.

wat was dat

Door de Hubble-gegevens te vergelijken met de verschillende klassen supernova’s die we in het moderne universum hebben afgebeeld, worden ze waarschijnlijk veroorzaakt door de explosie van een rode of blauwe reuzenster. De gedetailleerde kenmerken van de gebeurtenis waren het meest geschikt voor een rode reus, die op het moment van zijn explosie ongeveer 500 keer zo groot was als de zon.

De intensiteit van licht op verschillende golflengten geeft een indicatie van de temperatuur van de explosie. De eerste afbeelding geeft aan dat het ongeveer 100.000 K was, wat aangeeft dat we er slechts zes uur na de ontploffing naar keken. De laatste lensafbeelding laat zien dat het puin al is afgekoeld tot 10.000 K gedurende de acht dagen tussen de twee verschillende afbeeldingen.

Het is duidelijk dat er recentere en dichterbij gelegen supernova’s zijn die we in meer detail kunnen bestuderen als we de processen willen begrijpen die leiden tot de explosie van een massieve ster. Als we in het verre verleden meer van dergelijke supernova’s kunnen vinden, kunnen we dingen afleiden over het aantal sterren dat eerder in de geschiedenis van het universum bestond. Maar voorlopig is dit pas de tweede keer dat we het hebben gevonden. De auteurs van het artikel dat ze beschrijven, doen een poging om enkele conclusies te trekken, maar het is duidelijk dat die conclusies een hoge mate van onzekerheid met zich meebrengen.

Dus in veel opzichten helpt dit ons niet veel vooruitgang te boeken bij het begrijpen van het universum. Maar als voorbeeld van de vreemde gevolgen van de krachten die het gedrag van het universum bepalen, is het indrukwekkend.

de natuur temperen2022. DOI: 10.1038 / s41586-022-05252-5 (Over DOI’s).

Ga naar de discussie…