Космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба обнаружил сверхновую на нескольких изображениях в далекой галактике, получившей обозначение MRG-M0138. Два изображения сверхновой (обведены кружком) видны на изображении Webb NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона) выше, но ожидается, что дополнительное изображение сверхновой станет видимым примерно в 2035 году. На этом изображении синий цвет представляет свет с длиной волны 1,15 и 1,5 микрона (F115W+). F150), зеленый – 2,0 и 2,77 мкм (F200W+277W), красный – 3,56 и 4,44 мкм (F356W + F444W). Авторы и права: НАСА, ЕКА, ККА, STScI, Джастин Пирел (STScI) и Эндрю Ньюман (Институт науки Карнеги).
В ноябре 2023 года космический телескоп Джеймса Уэбба наблюдал массивное скопление галактик под названием MACS J0138.0-2155. Благодаря эффекту, называемому гравитационным линзированием, впервые предсказанному Альбертом Эйнштейном, далекая галактика под названием MRG-M0138 кажется искаженной мощной гравитацией промежуточного скопления галактик. Помимо деформации и увеличения далекой галактики, эффект гравитационного линзирования, вызванный MACS J0138, создает пять различных изображений MRG-M0138.
В 2019 году астрономы объявили об неожиданной находке: внутри MRG-M0138 произошел звездный взрыв, или сверхновая, как видно на изображениях космического телескопа НАСА «Хаббл», сделанных в 2016 году.
Когда другая группа астрономов изучила изображения Уэбба 2023 года, они были удивлены, обнаружив, что в той же галактике семь лет спустя появилась вторая сверхновая. Джастин Пирел (научный сотрудник НАСА по Эйнштейну в Научном институте космического телескопа) и Эндрю Ньюман (штатный астроном обсерваторий Научного института Карнеги) рассказывают нам больше о том, как впервые в одной галактике были обнаружены две гравитационно-линзированные сверхновые.
«Когда сверхновая взрывается за гравитационной линзой, ее свет достигает Земли несколькими разными путями. Мы можем сравнить эти пути с несколькими поездами, которые покидают станцию одновременно, и все они едут с одинаковой скоростью и направляются в одно и то же место. Поезд идет по другому маршруту, и из-за различий в длине пути и местности поезда не прибывают в пункт назначения одновременно».
«Аналогично, изображения сверхновых, полученные гравитационными линзами, появляются астрономам в течение дней, недель или даже лет. Измеряя разницу во времени появления изображений сверхновых, мы можем измерить историю скорости расширения Вселенной, известную как постоянная Хаббла, что является серьезной проблемой в современной космологии. Загвоздка в том, что эти многократно отображаемые сверхновые чрезвычайно редки: до сих пор было обнаружено менее дюжины».
Слева: в 2016 году космический телескоп Хаббл НАСА обнаружил многократную сверхновую, получившую прозвище «Сверхновая Реквием», в далекой галактике, линзированной промежуточным скоплением галактик MACS J0138. Видны три изображения сверхновой; Ожидается, что четвертое изображение появится в 2035 году. На этом изображении в ближнем инфракрасном диапазоне свет длиной 1,05 микрона представлен синим цветом, а свет длиной 1,60 микрона — оранжевым. Справа: в ноябре 2023 года космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба обнаружил вторую сверхновую с многократным изображением в той же галактике с помощью инструмента NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона). Это первая известная система, создавшая более одной сверхновой с множеством изображений. Загрузите параллельное изображение в полном разрешении. Изображение предоставлено телескопом «Хаббл»: НАСА, ЕКА, STScI, Стив А. Родни (Университет Южной Каролины) и Габриэль Браммер (Центр космического рассвета/Институт Нильса Бора/Университет Копенгагена); Изображение предоставлено JWST: НАСА, ЕКА, CSA, STScI, Джастин Пирел (STScI) и Эндрю Ньюман (Институт науки Карнеги).
«В этом небольшом клубе сверхновая 2016 года в MRG-M0138, получившая название «Реквием», выделялась по нескольким причинам. Во-первых, она находилась на расстоянии 10 миллиардов световых лет. Во-вторых, сверхновая, вероятно, была того же типа (Ia), который используется в качестве «стандартная свеча» для измерения космических расстояний».
«В-третьих, модели предсказали, что одно из изображений сверхновой настолько задерживается на своем пути сквозь чрезвычайную гравитацию скопления, что оно не появится перед нами до середины 2030-х годов. К сожалению, поскольку Реквием был обнаружен только в 2019 году, то есть намного позже исчез из поля зрения, тогда не удалось собрать достаточно данных для измерения постоянной Хаббла».
«Теперь мы нашли вторую сверхновую с гравитационными линзами в той же галактике, что и Реквием, которую мы называем Supernova Encore. Encore была обнаружена по счастливой случайности, и теперь мы активно следим за продолжающейся сверхновой с помощью дискреционной программы режиссера, критичного ко времени».
«Используя эти изображения Уэбба, мы измерим и подтвердим постоянную Хаббла на основе этой сверхновой с множеством изображений. Подтверждено, что Encore является стандартной свечой или сверхновой типа Ia, что делает Encore и Requiem, безусловно, самой отдаленной парой сверхновых стандартной свечи. «братья и сестры», когда-либо обнаруженные».
«Сверхновые обычно непредсказуемы, но в этом случае мы знаем, когда и где посмотреть, чтобы увидеть финальное появление «Реквиема» и «Биса на бис». Инфракрасные наблюдения около 2035 года уловят их последний «ура» и обеспечат новое и точное измерение постоянной Хаббла».
Информация от: Научным институтом космического телескопа.
