Mierzenie kosmicznych odległości jest trudne, a astronomowie polegają na wielu metodach i narzędziach, aby to zrobić — zbiorczo określanych jako Kosmiczna drabina odległości. Jednym ze szczególnie ważnych narzędzi są supernowe typu Ia, które występują w układach podwójnych, w których jedna gwiazda (biały karzeł) pochłania materię swojego towarzysza (często czerwonego olbrzyma), aż osiągnie granicę Chandrasekhara i zapadnie się pod własną masą. Kiedy te gwiazdy zdmuchują swoje zewnętrzne warstwy w potężnej eksplozji, chwilowo przyćmiewają wszystko w tle.

W niedawnym badaniu międzynarodowy zespół naukowców kierowany przez Ariela Goobara z Centrum Oskara Kleina na Uniwersytecie Sztokholmskim odkrył niezwykłą supernową typu Ia, SN Zwicky (SN 2022qmx).

W niezwykły sposób zespół zaobserwował „Krzyż Einsteina”, zjawisko przewidziane przez ogólną teorię względności Einsteina, w którym obecność soczewki grawitacyjnej na pierwszym planie wzmacnia światło z odległego obiektu. Było to duże osiągnięcie zespołu, ponieważ obejmowało obserwację dwóch bardzo rzadkich zdarzeń astronomicznych, które przypadkowo się zbiegły.

Zespół składał się z wielu badaczy z Oskar Klein Centre, Kavli Institute for Cosmology, Cahill Center for Astrophysics, Infrared Processing and Analysis Center (IPAC), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Centre for Exploration and Research in Astrophysics (CIERA), Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, NASA Goddard, Space Telescope Science Institute (STScI) i wiele uniwersytetów. Ich artykuł badawczy, który opisuje ich odkrycia, pojawił się niedawno w Astronomia przyrody.

Pierwszej detekcji dokonano za pomocą Zwicky Transient Facility w Obserwatorium Palomar w Kalifornii. Obiekt ten został nazwany na cześć Fritza Zwicky’ego, astronoma, który jako pierwszy wysunął teorię istnienia ciemnej materii w latach trzydziestych XX wieku. Kilka tygodni później zespół obserwował ją za pomocą optyki adaptywnej (AO) w Obserwatorium WM Keck na szczycie Maunakea na Hawajach oraz za pomocą Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) w Obserwatorium Paranal w Chile. Opierając się na obserwowanej jasności, Goobar i jego współpracownicy postawili hipotezę, że obserwują silny efekt soczewkowania.

Dalsze obserwacje i obrazy uzyskane przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a potwierdziły tę teorię, pokazując, że efekt soczewkowania wielu obrazów wynika z obecności galaktyki na pierwszym planie, która powiększyła supernową 25 razy! To przypadkowe odkrycie stwarza astronomom wiele możliwości, w tym możliwość bardziej szczegółowego badania SN Zwicky i dalszego badania tajemnic soczewek grawitacyjnych.

Jak wyjaśnił Goobar w komunikacie prasowym Uniwersytetu Sztokholmskiego: „Odkrycie SN Zwicky nie tylko pokazuje niezwykłe możliwości nowoczesnych instrumentów astronomicznych, ale także stanowi znaczący krok naprzód w naszym dążeniu do zrozumienia fundamentalnych sił kształtujących nasz wszechświat”.

Konsekwencje tego wykraczają jednak poza te dwa zjawiska. Badanie supernowych typu Ia doprowadziło astronomów do wniosku, że kosmos rozszerza się w coraz szybszym tempie. To odkrycie przyniosło zespołowi odkrywców Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 2011 r., która została podzielona między Saula Perlmuttera (The Supernova Cosmology Project) oraz wspólnie między Brianem P. Schmidtem i Adamem G. Reissem (The High-z Supernova Search Team). Dlatego obserwacje SN Zwicky mogą pomóc astronomom rozwiązać tajemnicę tego, co napędza tę przyspieszoną ekspansję.

„Ekstremalne powiększenie SN Zwicky daje nam bezprecedensową szansę na zbadanie właściwości odległych wybuchów supernowych typu Ia, których potrzebujemy, gdy wykorzystujemy je do badania natury ciemnej energii” – powiedział Joel Johansson, doktor habilitowany na Uniwersytecie Sztokholmskim i współautorem badania. Poza tym może również pomóc astronomom odsłonić zasłonę ciemnej materii i dostarczyć informacji o tym, jak skończy się Wszechświat (tj.

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany na Wszechświat dzisiaj przez Matta Williamsa. Przeczytaj oryginalny artykuł tutaj.