Крест Эйнштейна открывает сверхяркую сверхновую из глубин Вселенной

В открытии, которое в прямом и переносном смысле освещает самые темные тайны Вселенной, космический телескоп Джеймс Уэбб (JWST) зафиксировал впечатляющее космическое явление.

С помощью процесса гравитационного линзирования астрономы обнаружили чрезвычайно далекую и яркую взрывающуюся звезду, сверхновую, метко названную «Сверхновая Надежда». Это открытие является решающим элементом в загадке его расширения. Вселеннаядавая новую надежду на разрешение одного из самых больших противоречий в современной космологии: «напряжения Хаббла».

Космический «мираж» и крест Эйнштейна

ИЛИ картина Присланное Джеймсом Уэббом, это прекрасный пример общей теории относительности Эйнштейна в действии. В центре наблюдения находится массивное скопление галактик PLCK G165.7+67.0, которое находится примерно в 3,6 миллиардах световых лет от Земли. Гравитация этого скопления настолько сильна, что искажает пространство-время вокруг него, действуя как гигантская физическая линза.

За этим скоплением, на невообразимом расстоянии, находится еще одна галактика, в которой находится сверхновая H0pe. Свет от этого взрыва путешествовал миллиарды лет, проходя через линзу скопления, он изгибался и увеличивался. В результате Джеймс Уэбб видел сверхновую не один раз, а три (а в подобных случаях и четыре, образуя так называемый «Крест Эйнштейна»). Эти многочисленные изображения появляются в разных точках центрального скопления, создавая потрясающую оптическую иллюзию, которая позволяет ученым изучать объекты, которые обычно были бы невидимы из-за их огромного расстояния.

Сверхновая надежда

H0pe — это не случайный взрыв. Ее классифицируют как сверхновую типа Ia. Астрономы называют эти небесные тела «стандартными свечами», потому что они всегда взрываются с определенной, известной яркостью. Зная, насколько ярким является взрыв на самом деле, и сравнивая его с тем, насколько ярким он выглядит с Земли, ученые могут точно рассчитать расстояние до него.

Эта конкретная сверхновая является одной из самых далеких из когда-либо наблюдаемых, ее свет исходит из эпохи, произошедшей примерно через 3,5 миллиарда лет после Большого взрыва. Ее исследование дает редкий взгляд на молодую Вселенную, но ее настоящий дар науке — это замедленная съемка.

Поскольку свет проходит разные пути вокруг гравитационной линзы, чтобы достичь нас, каждое «изображение» сверхновой появляется в несколько разное время. Измеряя эти задержки, астрономы могут сделать выводы о скорости расширения Вселенной.

Споры о постоянной Хаббла

В этом и заключается суть открытия. Постоянная Хаббла (H0) — это число, которое описывает, насколько быстро расширяется Вселенная. Однако есть проблема: измерения, основанные на ранней Вселенной (например, микроволновое фоновое излучение), дают значение около 67 км/с/Мпк, тогда как измерения в локальной, современной Вселенной (с использованием сверхновых, таких как H0pe) дают более высокое значение, около 73-74 км/с/Мпк. Это несоответствие называется «интенсивностью Хаббла».

Данные сверхновой H0pe, проанализированные командой астрономов Бренды Фрай и ее коллег, согласуются с измерениями локальной Вселенной (более высокое значение). Это чрезвычайно важно, поскольку подтверждает, что расхождение вызвано не ошибками измерений, а скорее какой-то фундаментальной физикой, которую мы до сих пор не до конца понимаем. Возможно, Вселенная ведет себя иначе, чем предсказывают наши нынешние модели, или, может быть, темная энергия сложнее, чем мы думали.

Будущее космологии

Открытие Джеймсом Уэббом Надежды доказывает силу современных технология. Телескоп не только предоставляет нам впечатляющие фотографии, но и работает одновременно как машина времени и физическая лаборатория. Возможность видеть одно и то же событие «снова и снова» благодаря гравитационному линзированию дает ученым инструменты, о которых Эйнштейн мог только мечтать, формулируя свои теории столетие назад.

Поскольку Джеймс Уэбб продолжает свою миссию, он наверняка обнаружит и другие подобные «кресты» и космические линзы. Каждое новое открытие приближает нас к ответу на вопрос: Из чего состоит Вселенная и как она развивается? На данный момент Supernova H0pe оправдывает свое название, вселяя надежду, что разгадка тайны расширения теперь в пределах нашей досягаемости.