Kako bi bilo četiri supernove za cijenu jednog? Koristeći svemirski teleskop Hubble, dr. Patrick Kelly sa Sveučilišta California-Berkeley zajedno s GLASS (Gism Lens Amplified Survey from Space) i Hubble Frontier Fields timovima,otkriven daljinska supernova posuđena u četiri kopije sebe snažnom gravitacijom klastera galaksije u prvom planu. Objekt nazvan SN Refsdal otkriven je u bogatom skupu galaksijaMACS J1149.6 + 2223 pet milijardi svjetlosnih godina od Zemlje u sazviježđu Lav. To je prva višestruko posuđena supernova koja je otkrivena i jedna od najegzotičnijih mirage prirode.
Gravitacijsko leće izraslo je iz Einsteinove Teorija relativnostigdje je predviđao da će se masivni predmeti saviti i osnovati u tkanini vrijeme razmaka, Što je objekt masivniji, savijanje je teže. To možemo zamisliti zamišljajući kako dijete stoji na trampolinu, a njegova težina gura rupčicu u tkaninu. Dijete zamijenite odraslom osobom od 200 kilograma, a površina trampolina još se više spušta.
Slično tome, masivno Sunce stvara duboku, ali nevidljivu rupicu u tkanini svemirskog vremena. Planeti osjećaju ovu "zakrivljenost prostora" i doslovno se kotrljaju prema Suncu. Samo njihovo kretanje bočno ili kutni zamah sprečavaju ih da padaju ravno u solarni pakao.
Zakrivljeni prostor stvoren masivnim predmetima također savija zrake svjetlosti. Einstein je predvidio da će svjetlost zvijezde koja prolazi blizu Sunca ili nekog drugog masivnog predmeta slijediti ovaj nevidljivi zakrivljeni svemirski krajolik i biti odbijena s inače izravnog puta. U stvari, objekt djeluje kao leća, savijajući i preusmjeravajući svjetlost iz dalekog izvora u svjetliju sliku ili višestruke i izobličene slike. Poznat i kao odboj zvijezde, danas ga nazivamo gravitacijskim lećanjem.
Simulacija iskrivljenog svemirskog vremena oko ogromnog galaksija u vremenu
Ispada da vani ima puno ovih gravitacijskih leća u obliku masivnih grozdova galaksija. Sadrže redovnu tvar, kao i ogromne količine još uvijek tajanstvene tamne materije koja čini 96% materijalnih stvari u svemiru. Bogati klasteri galaksija djeluju poput teleskopa - njihova ogromna masa i moćna gravitacija povećavaju i pojačavaju svjetlost galaksija u milijardama svjetlosnih godina, čineći vidljivim ono što se inače nikada ne bi vidjelo.
Vratimo se SN Refsdal, nazvanom za Sjur Refsdal, norveški astrofizičar koji je rano radio u polju gravitacijskog leće. Masivna eliptična galaksija u klasteru MACS J1149 „leća“ udaljenu 9,4 milijarde svjetlosnih godina supernove i njenu domaćinsku spiralnu galaksiju iz pozadinske nejasnosti u svjetlu reflektora. Snažna gravitacija eliptičara učinila je sjajan posao izobličavanja svemirskog vremena kako bi supernova dobila pogled, a također izobličuje oblik galaksije domaćina i dijeli supernovu na četiri odvojene, sjajne slike. Da bi stvorio takvu urednu simetriju, SN Refsdal mora biti precizno poravnan iza središta galaksije.
Scenarij ovdje ima nevjerojatnu sličnost Einsteinov križ, gravitacijski posuđen kvazar, gdje je svjetlost udaljenog kvazara razbijena na četiri slike raspoređene oko lektire galaksije prednjeg plana. Kvazar slike trepere ili se mijenjaju svjetlinu tijekom vremena microlensed prolaskom pojedinih zvijezda unutar galaksije. Svaka zvijezda djeluje kao manja leća unutar glavne leće.
Detaljne slike u boji snimljene skupinama GLASS i Hubble Frontier Field pokazuju da je galaksija domaćina supernove također množinska slika pomoću gravitacije klastera galaksije. Prema njihovim nedavni rad, Kelly i tim još rade na dobivanju spektra supernove kako bi utvrdili je li posljedica nekontroliranog paljenja i eksplozije bijele patuljaste zvijezde (tip Ia) ili kataklizmičkog kolapsa i odvikavanja nadmoćne zvijezde kojoj je ponestalo goriva (tip II).
Vremensko svjetlo potrebno za putovanje na Zemlju sa svake posuđene slike je različito jer svaka slijedi malo drugačijom stazom oko središta galaksije koja leći. Neke su staze kraće, neke duže. Vremenom varijacije svjetline između pojedinih slika tim se nada da će ograničiti ne samo raspodjelu svijetle materije u odnosu na tamnu tvar u galaktiji leće i u klasteru, već će te informacije koristiti za određivanje brzine širenja u svemiru.
Iz kozmičkog miraza možete puno iscijediti!
