Svetlost supernove zahvaćena gravitacionim sočivom nam daje bolji uvid u širenje svemira.

Astronomi su po prvi put analizirali jednu supernovu tipa Ia koristeći se gravitacionim sočivom i Svemirskim teleskopom Habl. Četiri snimka eksplodirane zvezde će biti korištena za utvrđivanje stope ekspanzije vasione. Zahvaljujući navedenim snimcima, ovoga puta analiza širenja vasione ne zavisi od usvojenog kosmološkog modela i omogućuje nam realnu predstavu o tome koliko se brzo vasiona širi.

Slika 1. Detaljan snimak supernove gravitacionim sočivom. Izvor slike: http://www.spacetelescope.org

Internacionalni tim astronoma predvođen kolegama sa Stokholmskog Univerziteta (Švedska) je otkrio udaljenu supernovu tipa Ia pod nazivom iPTF16geu[1]. Njenoj svetlosti je trebalo da prevali 4,3 milijarde svetlosnih godina da dospe do Zemlje[2]. Svetlost je usput savijena i pojačana efektom gravitacionog sočiva što za rezultat ima ukupno četiri slike u njenom pojavljivanju na nebu[3]. Četiri slike leže unutar kruga prečnika približne veličine 3000 svetlosnih godina opisanog oko galaksije koja se nalazi između nas i supernove i najmanje je otkriveno ekstragalaktičko gravitaciono sočivo do sada. Pojava supernove podseća na čuvenu Refsdalovu supernovu detektovanu 2015-te godine[4]. Inače, navedena Refsdalova supernova je nastala urušavanjem jezgra zvezde.

Sve supernove tipa Ia imaju isti apsolutni sjaj tako da su astronomi u mogućnosti da odrede razdaljine do njih mereći njihov prividni sjaj. Iz tog razloga supernove tipa Ia predstavljaju standardne sveće u astronomiji. Navedene supernove su decenijama služile za određivanje razdaljina širom vasione a takođe su korištene u svrhu određivanja stepena širenja vasione i otkrića postojanja tamne energije. Zahvaljujući supernovi iPTF16geu naučnici su sada u mogučnosti da koriste jedan sasvim novi pristup testirajući teorije deformacije prostor – vremena na do sada najmanjim ekstragalaktičkim skalama.

Otkriće višestruke slike jedne standardne sveće pod snažnim uticajem efekta gravitacionog sočiva predstavlja veliki napredak u astronomiji. Sada je moguće odrediti jačinu sočiva i njenu mogućnost fokusiranja svetlosti tačnije nego ikada pre što za posledicu ima snižavanje fizičke skale posmatranja pojava i koje sve do sada nije bilo moguće posmatrati, reči su Arijela Gobarda, profesora u Oskar Klajn centru Stokholmskog Univerziteta i vodećeg autora studije.

Kritičan momenat koji daje posebnu važnost studije jeste taj što su vršena nova posmatranja supernove svega dva mesec nakon njenog otkrića i to dodatnim teleskopima kao što su Kek teleskop na Mauna Kea (Havaji) i Veoma veliki teleskop, ESO (Čile). Nakon prikupljanja posmatračkih podataka, tim je pristupio izračunavanju jačine gravitacionog sočiva i pronašao da je svetlost pojačana 52 puta. Zahvaljujući prirodi standardnih sveća kakve su supernove tipa Ia nije bilo potrebno predhodno usvajati kosmološki model i uzeti u razmatranje različite forme gravitacionih sočiva kao i usvajanje kosmoloških parametara.

Trenutno se tim astronoma bavi preciznim merenjima kako bi tačno ustanovio koliko je vremena potrebno svakoj svetlosti posebno za četiri raličite slike iste supernove da dospe do nas. Cilj je da se ustanovi razlika u vremenu koje je potrebno svetlosti da dospe do nas radi izračunavanja Hablove konstante, odnosno da se sa velikom preciznošću[5] utvrdi stopa širenja vasione. Posebnu važnost studiji predstavlja činjenica da se nedavno ustanovilo neslaganje Hablove konstante lokalnog i ranog univerzuma što bi studija trebalo da razreši.

Supernove čija je svetlost pod uticajem gravitacionog sočiva je izuzetno teška za pronalaženje. Ne samo da se moraju precizno poklopiti položaji objekata na nebu, već se i samo posmatranje mora izvršiti u kratkom vemenskom intervalu kada je cela pojava vidljiva. Iz navedenih razloga, sa punim pravom se može reći da je otkriće iPTF16geu nešto poput pronalaženja igle u plastu sena, naglašava Rahman Amanulah, koautor i naučni saradnik na Stokholmskom Univerzitetu i dodaje da samo otkriće zapravo malo otkriva o svemiru ali pokreće veliki broj novih tema i naučnih rasprava.

Proučavanje više sličnih supernovih će nam pomoći da bolje uobličimo naše saznanje o tome koliko se svemir brzo širi. Izgradnja novih teleskopa u bliskoj budućnosti će svakako povećati šansu pronalaženja navedenih supernova.

Izvor teksta:

http://www.spacetelescope.org 

[1] iPTF16geu je u početku posmatrana u okviru programa iPTF (intermediate Palomar Transient Factory) i prestavlja saradnju sa Palomar opservatorijom. Posmatranje je potpuno automatizovano i predstavlja širokougaonu pretragu neba i otkrivanje optičkih tranzijenata.

[2] što odgovara crvenom pomaku 0,4 dok je sama galaksija koja izaziva gravitaciono sočivo sa crvenim pomakom 0,2.

[3] Gravitaciono sočivo je prirodni fenomen koji je prvi put predviđen od strane Alberta Ajnštajna 1912-te godine. Pojavljuje se kada se masivni objekat nađe između udaljenog svetlosnog izvora i posmatrača što dovodi do savijanja i pojačavanja uočene svetlosti. Činjenica da je svetlost pojačana omogućuje da astronomi mogu da vide daleke objekte koji bi inači bili previše tamni i samim tim neuočljivi.

[4] Supernova u galaktičkom klasteru MACS J1194.5+2223. Norveški astronom Sjur Refsdal je još 1964-te godine predložio korišćenje vremenski odloženih snimaka neke supernove nastalih usled efekta gravitacionog sočiva radi utvrđivanja stope širenja vasione.

[5] Za svaku posebnu sliku supernove svetlost nije savijena na isti način. To dovodi do male razlike u vremenu za koje svetlost stiže do nas. Najveća vremenska razlika između sve četiri slike iste supernove je manja od 35 časova.