Космічний телескоп імені Габбла NASA зафіксував на одному знімку три різні моменти вибуху далекої наднової зорі. Вона вибухнула понад 11 мільярдів років тому, коли вік Всесвіту становив менше однієї п’ятої від його поточного віку в 13,8 мільярда років.
Це перший докладний огляд наднової на такому ранньому етапі історії Всесвіту. Дослідження може допомогти вченим дізнатися більше про формування зір і галактик у ранньому Всесвіті. Зображення наднової також особливі, бо вони показують ранні стадії вибуху зорі. (Завантажте нестиснуту версію знімка з повною роздільною здатністю та допоміжні візуальні матеріали від Наукового інституту космічного телескопа.)
«Нечасто наднову можна виявити на дуже ранній стадії, бо ця стадія справді коротка», — пояснив Венлей Чен (Wenlei Chen), перший автор статті в журналі Nature, докторант Школи фізики та астрономії Міннесотського університету. «Це триває від годин до кількох днів, і її [ранню стадію явища — Ред.] можна легко пропустити, навіть виявивши спалах наднової поблизу. На одній світлині ми бачимо послідовність зображень наднової, як кілька її облич».
Це стало можливим завдяки явищу під назвою гравітаційне лінзування, яке вперше було передбачено в загальній теорії відносності Айнштайна. В цьому разі величезна гравітація скупчення галактик Abell 370 діяла як космічна лінза, заломлюючи та посилюючи світло від більш віддаленої наднової, розташованої позаду скупчення.
Ефект заломлення також спричинив появу кілька зображень вибуху в різні періоди часу. Сигнали від цих процесів прибули на Землю одночасно та були зафіксовані «Габблом» на одному зображенні. Це стало можливим тому, що світло проходило різними шляхами через скупчення (тобто довжина шляхів світла від наднової була різною), так і внаслідок уповільнення часу через гравітацію.
На знімку від«Габбла» також помітна швидка зміну кольору наднової, яка згасає. Це вказує на зміну температури. Що синіший колір, то гарячіша наднова. Найраніше зафіксованій фазі спалаху притаманний синій колір. Коли наднова охолола, її світло стало червонішим.
«Ви бачите різні кольори на трьох різних зображеннях», — сказав Патрік Келлі (Patrick Kelly), керівник дослідження, доцент Школи фізики та астрономії Міннесотського університету. «У вас є масивна зоря, ядро руйнується, виникає ударна хвиля, зоря нагрівається, а потім ви спостерігаєте, як вона охолоджується протягом тижня. Я гадаю, що це, мабуть, одна з найдивовижніших речей, які я коли-небудь бачив!»
У цьому дослідженні вперше астрономи змогли виміряти розмір зорі, яка помирає, в ранньому Всесвіті. Таке вимірювання засновано на яскравості та швидкості охолодження наднової, які залежать від розміру зорі-попередниці. Спостереження «Габбла» показують: червоний надгігант, спалах якого у вигляді наднової виявили дослідники, був приблизно в 500 разів більший, ніж Сонце
За допомогою «трюку» гравітації, яка заломлює світло, космічний телескоп «Габбл» зафіксував три різні моменти вибуху дуже далекої наднової — і все це на одному знімку! Авторські права: Центр космічних польотів імені Ґоддарда NASA.
Завантажте це відео у форматі HD зі студії наукової візуалізації Центу імені Ґоддарда NASA.
Чен, Келлі та міжнародна група астрономів знайшли цю наднову, переглядаючи архіви даних «Габбла» з метою пошуку швидкоплинних явищ. Чень написав алгоритми машинного навчання, щоб знайти такі події, але це був єдиний ідентифікований змінний швидкоплинний процес.
Чен і Келлі мають час, щоб космічний телескоп Джеймса Вебба NASA став спостерігати ще віддаленіші наднові. Науковці сподіваються зробити внесок у каталог дуже далеких наднових, щоб допомогти астрономам зрозуміти, чи відрізняються зорі, які існували багато мільярдів років тому, від зір у нинішньому Всесвіті.
Стаття наукової групи під назвою «Shock cooling of a red-supergiant supernova at redshift 3 in lensed images» («Ударне охолодження наднової червоного надгігантапри червоному зміщенні 3 на зображеннях з лінзуванням») опублікована в Nature 10 листопада.
Космічний телескоп імені Габбла — це проєкт міжнародного співробітництва NASA та Європейського космічного агентства. Телескопом керує Центр космічних польотів імені Ґоддарда NASA в Грінбелті, штат Меріленд. Науковий інститут космічного телескопа (Space Telescope Science Institute, STScI) у Балтіморі виконує наукові операції з Hubble. Науковим інститутом космічного телескопа для NASA управляє Асоціація університетів з досліджень в астрономії (Association of Universities for Research in Astronomy) у Вашингтоні, округ Колумбія.
Для отримання додаткової інформації про це дослідження та Hubble відвідайте:
https://hubblesite.org/contents/news-releases/2022/news-2022-054
За інф. з сайту www.nasa.gov підготував Іван Крячко
