Ένας σπάνιος, στρεβλός σουπερνόβα που εμφανίζεται τρεις φορές σε μία μόνο εικόνα θα μπορούσε να βοηθήσει τους ερευνητές να λύσουν επιτέλους μια μακροχρόνια ασυνέπεια σχετικά με το σύμπαν που απείλησε να αποκαλύψει την κατανόησή μας για το σύμπαν, ισχυρίζεται ένας ειδικός.
Ο σουπερνόβα τύπου 1a, με το όνομα SN H0pe, ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά να κρύβεται σε φωτογραφίες που τραβήχτηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) της NASA τον Μάρτιο. Σε αυτές τις εικόνες , το αστέρι που εκρήγνυται μπορεί να φανεί ως ένα τόξο πορτοκαλί φωτός με τρία φωτεινά σημεία που περιβάλλουν μέρος του σμήνους γαλαξιών PLCK G165.7+67.0 (G165), το οποίο απέχει περίπου 4,5 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη.
Το φωτεινό τόξο, όπως αναφέρεται, είναι το αποτέλεσμα του βαρυτικού φακού — ένα φαινόμενο που προκαλείται όταν το φως από ένα μακρινό αντικείμενο, όπως ένα σουπερνόβα, διέρχεται από το χωροχρόνο που έχει παραμορφωθεί, όπως λένε, από τη βαρύτητα ενός τεράστιου αντικειμένου στο προσκήνιο, όπως ένας μεγάλος γαλαξίας, δηλαδή τοποθετείται απευθείας μεταξύ του απομακρυσμένου αντικειμένου και του παρατηρητή. Αυτό μεγεθύνει επίσης το μακρινό αντικείμενο, καθιστώντας ευκολότερο για τους ερευνητές να το αναλύσουν.
Τα τρία φωτεινά σημεία στο τόξο γύρω από το G165, που αποτυπώθηκαν στην ίδια φωτογραφία, κάνουν να φαίνεται ότι υπάρχουν τρεις ξεχωριστές πηγές φωτός. Αλλά στην πραγματικότητα, το σουπερνόβα, το οποίο βρίσκεται περίπου 16 δισεκατομμύρια έτη φωτός από εμάς, έχει αντιγραφεί δύο φορές από το φαινόμενο του φακού.
Σε ένα νέο άρθρο που δημοσιεύτηκε στο BigThink. com στις 20 Σεπτεμβρίου, ο αστροφυσικός και επικοινωνιολόγος της επιστήμης Ethan Siegel, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη, έγραψε ότι το SN H0pe θα μπορούσε να βοηθήσει στην επίλυση μιας μακροχρόνιας ασυνέπειας σχετικά με τη διαστολή του σύμπαντος — την “ένταση του Hubble” .
Η τάση Hubble βασίζεται σε μια ασυμφωνία μεταξύ των δύο κύριων τρόπων εκτίμησης του ρυθμού διαστολής του σύμπαντος, γνωστού ως σταθερά Hubble . Η πρώτη μέθοδος, η οποία περιλαμβάνει τη μέτρηση της διαστολής χρησιμοποιώντας το κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο (CMB) – υπολειπόμενη ακτινοβολία από τη Μεγάλη Έκρηξη που εντοπίστηκε για πρώτη φορά το 1964 – εμφανίζεται με μία τιμή για τη σταθερά Hubble. Αλλά η δεύτερη μέθοδος, η οποία περιλαμβάνει τη μέτρηση του πόσο μακριά συγκεκριμένα αντικείμενα, όπως οι γαλαξίες και οι σουπερνόβα, απομακρύνονται από εμάς, εμφανίζεται σταθερά με ελαφρώς υψηλότερη τιμή.
Αυτό το πρόβλημα έχει μπερδέψει τους επιστήμονες για δεκαετίες, επειδή δεν υπάρχει σαφής λόγος για τον οποίο η μία μέθοδος θα πρέπει να παράγει διαφορετικό αποτέλεσμα από την άλλη, έγραψε ο Siegel. Το αίνιγμα έχει κάνει ακόμη και ορισμένους ερευνητές να το χαρακτηρίσουν κρίση στην κοσμολογία.
Το SN H0pe θα μπορούσε να βοηθήσει στην επίλυση της “έντασης του Hubble” επειδή είναι ένας σουπερνόβα τύπου 1a, τον οποίο οι αστρονόμοι αναφέρουν ως “τυπικό κερί” – ένα απίστευτα αξιόπιστο σημείο αναφοράς από το οποίο μπορούμε να μετρήσουμε τη διαστολή του σύμπαντος, έγραψε ο Siegel.
Οι σουπερνόβα τύπου 1α περιλαμβάνουν έναν λευκό νάνο που κλέβει ύλη από ένα δυαδικό άστρο συνεργάτη, πριν φτάσει στην κρίσιμη μάζα και εκραγεί. Αυτές οι φωτεινές εκρήξεις έχουν όλες σχεδόν την ίδια αρχική φωτεινότητα και εξασθενούν με την πάροδο του χρόνου με τον ίδιο ρυθμό. Συγκρίνοντας αυτά τα τυπικά κεριά σε διάφορες αποστάσεις από τη Γη, οι επιστήμονες μπορούν να υπολογίσουν πόσο γρήγορα απομακρύνονται από εμάς και στη συνέχεια να συμπεράνουν τον ρυθμό διαστολής του σύμπαντος.
Το SN H0pe είναι ένα ιδιαίτερα σημαντικό τυπικό κερί επειδή είναι το δεύτερο πιο μακρινό σουπερνόβα τύπου 1a που έχει εντοπιστεί ποτέ, έγραψε ο Siegel. Ο ισχυρός βαρυτικός φακός και ο διπλασιασμός στις νέες εικόνες δίνουν επίσης στους ερευνητές περισσότερες πληροφορίες για να εργαστούν από το κανονικό, πρόσθεσε.
Η ιδέα της χρήσης διπλών σουπερνόβα για την αντιμετώπιση του προβλήματος της “έντασης του Hubble” δεν είναι νέα. Τον Μάιο, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν δεδομένα από μια επανεμφανιζόμενη σουπερνόβα με τετραπλό φακό που ονομάζεται Refsdal για να υπολογίσουν μια νέα τιμή για τη σταθερά Hubble . Αν και αυτό εξακολουθούσε να διαφέρει από την τιμή που υπολογίστηκε με τη χρήση του CMB, η διαφορά μεταξύ των δύο μειώθηκε, υποδηλώνοντας ότι μια μέρα θα μπορούσαν να ταιριάζουν.
Προς το παρόν δεν είναι σαφές εάν το SN H0pe μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό μιας ακόμη πιο αξιόπιστης τιμής για τη σταθερά Hubble. Αλλά οι ερευνητές είναι βέβαιοι ότι εάν το οξυδερκές μάτι του JWST μπορεί να συνεχίσει να διαλέγει πιο μακρινά τυπικά κεριά, το πρόβλημα της “έντασης του Hubble” μπορεί τελικά να λυθεί.
(photo: pixabay)
