Хаббл зафіксував 3 етапи вибуху наднової у ранньому Всесвіті

Космічний телескоп NASA Хаббл зафіксував три різні моменти далекого вибуху наднової на одному знімку. Зірка вибухнула понад 11 мільярдів років тому, коли вік Всесвіту був менш ніж на п’яту від його поточного віку в 13,8 мільярда років.

Це перший детальний огляд наднової на такому ранньому етапі історії Всесвіту. Дослідження може допомогти вченим дізнатися більше про формування зірок і галактик у ранньому Всесвіті. Зображення наднової також особливі, тому що вони показують ранні стадії зіркового вибуху.

«Досить рідко наднову можна виявити на дуже ранній стадії, тому що ця стадія дійсно коротка, — пояснив Венлей Чен, перший автор статті та докторант Школи фізики та астрономії Університету Міннесоти. – Це триває від годин до кількох днів, і її можна легко пропустити, навіть виявивши поблизу. На тій самій експозиції ми можемо бачити послідовність зображень, як кілька облич наднової».

Три проекції від гравітаційного лінзування

Це стало можливим завдяки явищу під назвою гравітаційне лінзування, яке вперше було передбачено в загальній теорії відносності Ейнштейна. У цьому випадку величезна гравітація скупчення галактик Abell 370 діяла як космічна лінза, згинаючи та збільшуючи світло від більш віддаленої наднової, розташованої позаду скупчення.

Викривлення також створило кілька зображень вибуху за різні періоди часу, які прибули на Землю одночасно та були зафіксовані на одному зображенні Хаббла. Це стало можливим лише тому, що збільшені зображення проходили різними маршрутами через скупчення як через різницю в довжині шляхів, за якими йде світло наднової, так і через уповільнення часу та кривизну простору через гравітацію.

Зміна кольорів

Експозиція Хаббла також зафіксувала швидку зміну кольору згасаючої наднової, що вказує на зміну температури. Чим синіший колір, тим гарячіша наднова. Найраніша зафіксована фаза відображається синім кольором. Коли наднова охолола, її світло стало червонішим.

«Ви бачите різні кольори на трьох різних зображеннях, — сказав Патрік Келлі, керівник дослідження та доцент Школи фізики та астрономії Університету Міннесоти. – У вас є масивна зірка, ядро ​​руйнується, створює удар, воно нагрівається, а потім ви спостерігаєте, як воно охолоджується протягом тижня. Я думаю, що це, мабуть, одна з найдивовижніших речей, які я коли-небудь бачив!»

Це також перший раз, коли астрономи змогли виміряти розмір вмираючої зірки в ранньому Всесвіті. Це було засновано на яскравості та швидкості охолодження наднової, які залежать від розміру зірки-попередниці. Спостереження Хаббла показують, що червоний надгігант, вибух наднової зірки якого виявили дослідники, був приблизно в 500 разів більший за Сонце.

Знахідка та перспектива

Міжнародна команда астрономів знайшли цю наднову, переглядаючи архіви даних Хаббла, шукаючи тимчасові події. Чен написав алгоритми машинного навчання, щоб знайти ці події, але це був єдиний ідентифікований перехідний процес.

Чен і Келлі мають час, щоб космічний телескоп Джеймса Вебба NASA спостерігав ще більш віддалені наднові. Вони сподіваються зробити внесок у каталог дуже далеких наднових, щоб допомогти астрономам зрозуміти, чи відрізняються зірки, які існували багато мільярдів років тому, від зірок у сусідньому Всесвіті.