Один взрыв сверхновой удалось увидеть сразу в четырёх местах

Благодаря удачному гравитационному линзированию астрономам впервые удалось увидеть одну и ту же сверхновую в четырёх точках.

Международная группа учёных впервые зафиксировала сразу четыре изображения одной сверхновой — iPTF16geu, свет от которой шёл до нас четыре миллиарда лет. Сверхновые такого рода (типа Ia) — "стандартные свечи" космологии, за счёт которых во многом определяется скорость расширения Вселенной и наличие в ней тёмной энергии. После получения сразу нескольких изображений этого объекта астрономы надеются уточнить наши космологические представления. Соответствующая статья опубликована в Science, а с её текстом можно ознакомиться на сервере препринтов Корнелльского университета.

Авторы работы обобщили результаты длительных наблюдений сверхновой iPTF16geu с помощью космического телескопа "Хаббл", Обсерватории Кека на Гавайях и Очень большого телескопа в Чили. Всего удалось получить четыре изображения этого объекта. Это очень необычная ситуация сложилась потому, что прямо на линии между сверхновой и Землёй случайно оказалась массивная посторонняя галактика. Поскольку гравитация — это искривление пространства-времени вокруг обладающего ей объекта, излучение от сверхновой подверглось искажению и усилению (до 50 раз) со стороны невольной "гравитационной линзы".

При этом луч был разложен на четыре части, каждая из которых была усилена гравитационной линзой — галактикой слегка по-разному и в итоге зафиксировалась астрономами в четырёх разных точках. Это позволило точно определить массу галактики-линзы и ещё точнее выяснить расстояние, на котором iPTF16geu находилась от земного наблюдателя. Последнее очень важно потому, что сверхновые типа Ia, к которым она принадлежит, используются в качестве стандартных измерителей расстояния до их галактик. Дело в том, что светимость этих объектов, как правило, одинакова, поскольку они вспыхивают в одних и тех же условиях. А это значит, что из их видимой яркости можно вычислить расстояние до точки вспышки.

Сверхновые типа Ia возникают, когда белый карлик на месте их будущего взрыва достигает массы выше 1,44 солнечных. Тогда в нём начинается слияние ядер углерода и кислорода, дающее огромное количество энергии и мгновенно уничтожающее всё в очень мощной вспышке. Однако иногда превышение критической массы белых карликов случается за счёт поглощения ими газа и пыли, а иногда — за счёт слияния с близкой звездой меньшей массы. В первом и втором случае энергия взрыва может слегка различаться. Тогда астрономы рискуют неточно вычислить расстояние до объекта и неверно оценить скорость расширения Вселенной в той её части, где наблюдают вспышку сверхновой. Находки типа iPTF16geu — редкая возможность исправить такие ошибки.