Kozmikus délibáb: négyszer látszik egy csillag robbanása!

305

A Hubble-űrtávcső segítségével először sikerült megörökíteni egy távoli szupernóva gravitációs lencsézéssel létrejött, négy különböző képét.

Gravitációs lencsézést sokfélét láttunk már. A legtöbb esetben óriási galaxisok vagy egész galaxishalmazok gravitációja módosítja úgy a fénysugarak útját, hogy az eredetileg különböző irányokba indult jelek a Naprendszer felé térülnek el. Ennek hatására a háttérben lévő égitestet fényesebbnek látjuk, de azon az áron, hogy a képe vékony ívekké vagy gyűrűvé torzul. Bár lencsézett galaxisban felrobbanó szupernóvát már sikerült korábban is megfigyelni, többszörözött képpel rendelkező jelenséget most először örökítettek meg.

20141127_refsdal-sn_kep1
Felül: korábbi, szupernóva-mentes képek a CLASH felmérésből. Középen: a Hubble felvételei három szűrővel a lencséző és lencsézett galaxisokról és a szupernóváról. Alul: a két előző párok különbsége. Forrás: NASA/ESA, Kelly et al. (2014).

A Tommaso Treu (University of California) által vezetetett GLASS (Grism Lens-Amplified Survey from Space) projekt a Hubble-űrtávcsövön futó nagy észlelési program, amelynek során tíz nagy galaxishalmazban kutatják a távoli Univerzumot a lencsézett háttérgalaxisok vizsgálatával. Az egyik ilyen mezőben azonosították a MACS J1149.6+2223 jelű galaxis körül feltűnő négy új fénypontot a 2014. november 11-i felvételeken. A szupernóvát a kutatók a gravitációs lencsézési jelenség egyik úttörője, a norvég asztrofizikus, Sjur Refsdal után Refsdal-szupernóvának nevezték el – idővel persze kapni fog hivatalos, az IAU által is elfogadott azonosítószámot.

A négy különálló kép igen komoly asztrofizikai vizsgálatokat tesz lehetővé. A fényváltozásaik ugyanazt a lefutást kell, hogy kövessék, ám időben elcsúszva is láthatjuk őket. Az elcsúszás mértéke a megtett úthosszak különbségét jelzi, az ebből eredő távolság pedig közvetlen kapcsolatban van magával a Hubble-állandóval. Emellett az elcsúszásokból a lencse galaxis(ok) gravitációs potenciálja is pontosabban meghatározható. Végül, ha a szupernóva netán a standard gyertyaként használható Ia-típusúak közé tartozna, a távolság ismeretében pontosan meg lehetne határozni a lencse nagyításának mértékét is.

20141127_refsdal-sn_kep2
A gravitációs lencsézés alapelve. Forrás: NASA/ESA, L. Calcada.

A Refsdal-szupernóva jelentőségét jelzi, hogy alig több mint két héttel a felfedezés után már három cikk is felkerült róla az arxiv.org gyűjteményébe. Az első, 21-én beküldött, Patrick Kelly (University of California) vezette cikk mutatta be a felfedezést. Ebből kiderül, hogy a lencséző galaxis vöröseltolódása z=0,54, míg a szupernóvát keltő galaxisé z=1,49 (ezek a távolságok kb. 6 és 9,5 milliárd évnyi utazást jelentenének egy fénysugárnak, mire ideének – de a lencsézés miatt valójában még több lehetett). Az első néhány Hubble-felvétel alapján az S1 kép tart legelőrébb, míg az S2, S3 és S4 képek fénygörbéje egy-két hetes csúszással követheti azt, de a pontos értékekhez még további mérésekre lesz szükség.

Ezt követte a most hétfőn, 24-én megjelent cikk Oguri Maszamune (University of Tokyo) tollából. Az ő modellszámításai szerint valójában hat képe is lehet a szupernóvának. Az elsőről már lemaradtunk, ez 17 éve tűnhetett fel. A hatodikra azonban azt jósolja, hogy egy év késéssel, tehát jövő ősszel jelenhet meg. Remélhetőleg a Hubble rápillant majd jövőre is a halmazra, hogy kiderüljön, helyesen számolt-e. Kelly és munkatársai mindenesetre nem találtak további szupernóva-képeket a Hubble archív felvételein.

20141127_refsdal-sn_kep3
A messzi spirálgalaxisnak valójában három különböző képe is feltűnik az égen. Felül a látott képek, a baloldaliban jelentek meg a szupernóva-képek, ezek helyei zöld körökkel vannak bejelölve. Alul: a lencse-modellek segítségével visszakövetett, rekonstruált képei a galaxisnak. A sárga pontok jelzik a szupernóva eredetét. Forrás: Sharon & Johnson (2014).

Végül Keren Sharon és Traci Johnson (University of Michigan) kedden, 24-én tett közzé egy további cikket, amelyben a saját lencse-modelljüket alkalmazzák a Hubble-adatokra. Ennek segítségével sikeresen helyreállították a háttérgalaxis képét. A felvételekből kiderült, hogy a spirálgalaxis egyik karjában robbant fel a Refsdal-szupernóva. És ki tudja még, hol a vége a történetnek: például szerencsés egybeesésként egy másik program keretében január végéig rendszeresen méri fogja a Hubble ezt a galaxishalmazt, precíz fénygörbét biztosítva mindegyik kép időbeni változásairól.

Forrás: arxiv.org. Kelly et al. (2014); Oguri (2014); Sharon & Johnson (2014).

Hozzászólás

hozzászólás