‘Merceklenmiş’ süpernova, evreni şekillendiren temel güçlere ışık tutabilir – Ars Technica

Gökbilimciler, bir tür kozmik büyüteç görevi gören “kütleçekimsel merceklenme” adı verilen nadir bir fenomeni kullanarak, 4 milyar ışıkyılı uzaklıkta daha önce bilinmeyen bir süpernova patlaması tespit ettiler. Nature Astronomy dergisinde yayınlanan yeni bir makalede keşiflerini ve olası sonuçlarını anlatıyorlar. Ariel Jobar Ortak Yazar, Yönetmen Oscar Klein Merkezi Stokholm Üniversitesi’nde, tarif Keşif, “evrenimizi şekillendiren temel güçleri anlama arayışımızda ileriye doğru atılmış önemli bir adım.”

Yerçekimsel merceklenme, genel göreliliğin doğrudan bir sonucudur: kollektif uzay-zamanı büker ve büker ve ışık bu bükülmeyi takip etmelidir. Bu fenomen ” gibi nadir etkiler oluşturabilir.Einstein’ın yüzüğü“veya”Einstein haçı. Esasen, büyük bir nesnenin (galaksi gibi) neden olduğu uzay-zamandaki bozulma, arka plandaki bir nesneyi büyütmek için bir mercek görevi görür.Bunlar mükemmel optik kalitede mercekler olmadığından, genellikle bir miktar bozulma ve düzensizlik olur. arka plandaki nesneden gelen ışığın Dünya’ya farklı yollar izlemesi ve dolayısıyla tek bir nesnenin merceğin etrafına dağılmış birkaç farklı konumda görünmesi.

Kütleçekimsel mercekleme, astronomların başka ilginç sorulara yol açabilecek uzak bir süpernova gibi çok sönük veya gözden uzak olabilecek gök cisimlerini görmelerine yardımcı olur. Örneğin, geçen yıl gökbilimciler, görüntünün bir süpernova yakaladığı 2010 yılına ait bir Hubble görüntüsünü analiz ettiler. Kütleçekimsel mercekleme nedeniyle, bireysel olay Hubble’ın görüş alanı içinde üç farklı konumda ortaya çıktı. Merceğin çalışma biçimindeki tuhaflıklar ve ışık sonlu bir hızda hareket ettiği için üç konum da farklı şekilde çekilmiştir. zamanlar Yıldız patladıktan sonra araştırmacılara izin verildi birlikte bir parça için On yıldan daha uzun bir süre önce gözlemlenmiş olmasına rağmen, süpernovayı takip eden zaman yolu.

Bu son makale, SN Zwicky adlı yeni keşfedilen bir süpernovaya odaklanıyor. Zwicky Transit Tesisi (ZTF). ZTF, 70 yaşındaki Samuel Oschin Teleskopu’na bağlı robotik bir kameradır. Palomar Gözlemevi San Diego İlçesinde. ZTF, patlayan veya parlaklığı değişen nesneleri arayarak gece gökyüzünde otomatik araştırmalar yürütür: örneğin süpernovalar, kara deliklerin çarptığı yıldızlar, asteroitler ve kuyruklu yıldızlar. Üç gece boyunca tüm gökyüzünü ve her gece iki kez galaksinin görünür düzlemini tarar.

Gökbilimciler, alışılmadık derecede parlak olduğu için nesneyi hemen ilginç olarak işaretlediler. Daha sonra, nesnenin gökyüzündeki farklı konumlardan dört görüntüsünü göstermek için diğer üç teleskoptaki (W.M. Keck Gözlemevi, Çok Büyük Teleskop ve Hubble Uzay Teleskobu) uyarlanabilir optik araçlarına güvendiler. Bu, süpernovanın alışılmadık parlaklığının yerçekimsel merceklemenin bir ürünü olduğunu doğruladı.

“SN Zwicky, yalnızca yerçekimsel mercekleme ile büyütülmekle kalmıyor, aynı zamanda ‘standart mumlar’ dediğimiz bir süpernova sınıfına ait çünkü onların iyi bilinen parlaklıklarını uzaydaki mesafeyi belirlemek için kullanabiliyoruz.” ortak yazar Igor Andreoni dediMaryland Üniversitesi’nde ve NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde doktora sonrası araştırmacıdır. “Işık kaynağı uzaktayken, ışık sönüktür – tıpkı karanlık bir odadaki mumları görmek gibi. Bu şekilde iki ışık kaynağını karşılaştırabilir ve galaksinin kendisini fiilen incelemek zorunda kalmadan bağımsız bir mesafe ölçüsü elde edebiliriz.”

SN Zwicky ve benzeri süpernovalar, bir gün bilim adamlarının şu anda devam eden tartışmaları çözmelerine yardımcı olabilir. Hubble sabitiEvrenin ne kadar hızlı genişlediğinin bir ölçüsüdür. Daha önce de belirtildiği gibi, bunu kozmik mikrodalga arka plandaki bilgileri kullanarak ölçtük ve tek bir değer elde ettik. Mevcut evrendeki nesnelerin görünen uzaklığını kullanarak ölçtük ve yaklaşık yüzde 10 oranında farklılık gösteren bir değer elde ettik. Herkesin söyleyebileceği kadarıyla, ölçümlerin hiçbirinde yanlış bir şey yok ve onları kabul ettirmenin açık bir yolu yok. Bununla birlikte, daha geçen ay araştırmacılar, 2014’te tanımlanan yerçekimsel olarak merceklenmiş bir süpernovanın davranışını izleyerek evrenin genişlemesinin üçüncü bir bağımsız ölçümünü yapabildiler ve Şimdi SN Refsdal olarak adlandırılıyorölçüm yapmak için merceksi patlamaları kullanmayı ilk kez öneren astronomdan sonra.

İlk keşfedildiğinde, mercek süpernovanın dört görüntüsünü oluşturmuştu. Ancak daha sonra, bir beşinci ortaya çıktı ve bu zaman gecikmesi evrenin genişlemesinden etkilendi – dolayısıyla Hubble sabiti. Yeni modeller için en uygun olanların tümü, kozmik mikrodalga arka planından türetilen Hubble sabitinin değerinden biraz daha az oldu ve aradaki fark istatistiksel hata dahilindeydi. Diğer süpernovaların ölçümlerinden elde edilen değerlere daha yakın değerler verilere daha uygundu, ancak ekip bunun daha yüksek bir değeri elememiz gerektiği anlamına gelmediğini söylerken dikkatliydi.

Mercekleme süpernovaları, karanlık enerjiyi ve karanlık maddeyi araştırmak için umut vaat eden araçlar da olabilir. Örnek olay: Nisan ayında, araştırmacılar savundu Yerçekimsel merceklemede, uzun süredir gözde olan ve hala bulunması zor olan WIMP’lerin (Zayıf Etkileşen Büyük Parçacıklar) aksine, akson benzeri özelliklerle daha iyi açıklanabilecek özellikler vardır. Axion’lar, WIMP’lerden çok daha hafiftir ancak karanlık madde ile tutarlı başka özelliklere sahiptir. Nisan analizi muhtemelen eksenleri nötrinolardan çok daha hafif yapıyor. (Yazarların şu ana kadar hipotezlerinin kanıtları konusunda ihtiyatlı davrandıklarını belirtmekte fayda var.)

Kısacası, “Bu keşif, süpernovalar ve gama ışını patlamaları gibi geçici astronomik olayları incelememize yardımcı olacak, gelecekteki büyük araştırmalarda daha nadir merceksi süpernovalar bulmanın yolunu açıyor.” Andreone dedi. “SN Zwicky’yi tanımlamamıza yardımcı olana benzer, hedef dışı geniş gökyüzü araştırmalarını kullanarak daha fazla beklenmedik keşifler için sabırsızlanıyoruz.”

DOI: Doğa Astronomisi, 2023. 10.1038/s41550-023-01981-3 (DOI’ler hakkında).