O kaip keturios supernovos už vienos kainą? Naudodamas Hablo kosminį teleskopą, dr. Patrick Kelly iš Kalifornijos Berklio universiteto kartu su GLASS („Grism Lens Amplified Survey of Space“) ir Hablo pasienio laukų komandomis,atrado nuotolinė supernova, susidedanti iš keturių egzempliorių pagal galingą priešakinių galaktikų klasterio sunkumą. Paskelbtas SN Refsdal, objektas buvo aptiktas turtingoje galaktikų sankaupojeMACS J1149.6 + 2223 penki milijardai šviesmečių nuo Žemės Liūto žvaigždyne. Tai yra pirmasis daugybės lęšių supernova, kurią kiekvienas atrado, ir vienas egzotiškiausių gamtos miražų.
Gravitacinis lęšis išaugo iš Einšteino Reliatyvumo teorijakuriame jis numatė, kad masyvūs daiktai sulenks ir deformuos audinį kosmoso laikas. Kuo masyvesnis objektas, tuo sunkesnis lenkimas. Tai galime pavaizduoti įsivaizduodami vaiką, stovintį ant batuto, savo svoriu įspaudžiantį audinį į audinį. Pakeiskite vaiką 200 svarų suaugusiuoju, o batuto paviršius dar labiau sustingsta.
Panašiai masyvi Saulė erdvėlaikio audinyje sukuria gilią, bet nematomą dimensiją. Planetos jaučia šį „kosmoso kreivumą“ ir tiesiogine prasme rikiuojasi link Saulės. Tik jų šoninis judesys ar kampinis impulsas neleidžia jiems nukristi tiesiai į saulės inferną.
Masyvių objektų sukurta išlenkta erdvė taip pat sulenkia šviesos spindulius. Einšteinas numatė, kad žvaigždė, einanti iš arti Saulės ar kito masyvaus objekto, šviesa eis po šio nematomo išlenkto erdvės kraštovaizdžio ir bus nukreipta nuo kitaip tiesio kelio. Tiesą sakant, objektas veikia kaip objektyvas, sulenkdamas ir fokusuodamas šviesą iš tolimesnio šaltinio į ryškesnį vaizdą arba kelis ir iškraipytus vaizdus. Taip pat žinomas kaip žvaigždės deformacija, šiais laikais mes ją vadiname gravitaciniu lęšiu.
Iškreipto erdvės laiko aplink masyvią galaktikų klasterį modeliavimas
Paaiškėjo, kad ten yra daugybė šių gravitacinių lęšių, sudarytų iš didžiulių galaktikų sankaupų. Juose yra reguliariosios medžiagos, taip pat didžiulis kiekis vis dar paslaptingos tamsiosios medžiagos, kuri sudaro 96% visatos medžiagų. Turtingi galaktikų sankaupos veikia kaip teleskopai - jų milžiniška masė ir galingas gravitacija padidina ir sustiprina galaktikų šviesą milijardais šviesmečių anapus, padarydami matomą tai, ko kitaip niekada nepamatysite.
Grįžkime į SN Refsdal, pavadintą Sjur Refsdal, norvegų astrofiziko, ankstyvojo darbo gravitacinio objektyvo srityje srityje. Masyvi elipsės formos galaktika MACS J1149 klasteryje „lęšia“ 9,4 milijardo šviesmečių atstumu esančią supernovą ir jos priimančiąją spiralinę galaktiką nuo fono užmaršties į užtemimą. Galingas elipsės gravitacija, atlikęs puikų darbą, iškreipdamas erdvės laiką, kad būtų galima pamatyti supernovą, taip pat iškreipia pagrindinės galaktikos formą ir padalija supernovą į keturis atskirus, panašiai ryškius vaizdus. Norėdami sukurti tokią tvarkingą simetriją, „SN Refsdal“ turi būti tiksliai suderintas už galaktikos centro.
Čia pateiktas scenarijus ryškiai primena Einšteino kryžius, gravitaciniu sklidinu kvazaru, kur nuotolinio kvazaro šviesa buvo suskaidyta į keturis vaizdus, išdėstytus aplink priešakinį objektyvo galaktiką. Kvazaro atvaizdai mirksi arba keičiasi ryškumas laikui bėgant mikroelementas pro atskiras žvaigždes praeinant galaktikai. Kiekviena žvaigždė pagrindiniame objektyve veikia kaip mažesnis lęšis.
Išsamūs spalvų vaizdai, padaryti grupėse „GLASS“ ir „Hablo pasienio laukai“, rodo, kad supernovos pagrindinę galaktiką taip pat padaugina iš galaktikos klasterio gravitacijos. Pagal jų naujausias straipsnis, Kelly ir komanda vis dar stengiasi išgauti supernovos spektrą, kad nustatytų, ar tai įvyko dėl nekontroliuojamos baltosios nykštukės žvaigždės (Ia rūšis) deginimo ir sprogimo, ar dėl kataklizminio žlugimo ir supergalvos žvaigždės, kuri baigėsi degalais, tipo (tipo II).
Kiekvieno objektyvo atvaizdo kelionė į Žemę užtrunka skirtingai, nes kiekvienas eina šiek tiek skirtingu keliu aplink objektyvo galaktikos centrą. Kai kurie keliai yra trumpesni, kiti ilgesni. Skaičiuodami ryškumo variacijos tarp atskirų vaizdų komanda tikisi ne tik suvaldyti šviesiąją medžiagą, bet ir tamsiąją medžiagą objektyvų galaktikoje ir spiečiuose, bet naudoti šią informaciją visatos plėtimosi greičiui nustatyti.
Iš kosminio miražo galite daug ką išspausti!
