Gravitácia vzdialenej galaxie deformovala priestor a zosilnila svetlo zo supernovy. To potenciálne odhaľuje úplne nové detaily o výbuchoch hviezd, neviditeľnej populácii galaxií a expanzii vesmíru. Na tému upozornil portál Space.

Zvláštny úkaz

Ako ďalej píše portál ScienceAlert, meranie vzdialeností vo vesmíre je veľmi náročná úloha, na ktorú astronómovia využívajú niekoľko metód a nástrojov.

NASA/ESA/STScI

Jedným obzvlášť spoľahlivým sú supernovy typu Ia, ku ktorým najčastejšie dochádza v binárnych systémoch, kde jedna hviezda (biely trpaslík) spotrebúva hmotu od svojej sprievodnej hviezdy (najčastejšie červený obor). Po prekročení hmotnostnej hranice, ktorá je na úrovni zhruba 1,4-násobku hmotnosti Slnka dôjde k masívnej explózii.

Explózia dočasne prežiari všetko v pozadí a tieto supernovy sú známe aj ako „štandardné sviečky“, teda objekty so známou svietivosťou, ktoré sa používajú práve na meranie vzdialeností vo vesmíre.

Vedcom v novej štúdii publikovanej v žurnále Nature Astronomy sa podarilo objaviť veľmi nezvyčajnú supernovu typu Ia, ktorá dostala označenie SN 2022qmx, známa aj ako SN Zwicky.

Nezvyčajnú preto, lebo táto udalosť bola zväčšená a duplikovaná javom známym ako gravitačná šošovka. Presnejšie tím astronómov pozoroval takzvaný Einsteinov prstenec, čo je veľmi nezvyčajný a vzácny jav predpovedaný Einsteinovou teóriou relativity.

Einsteinov prstenec. Saurabh Jha (Rutgers, The State University of New Jersey)

Einstein tento jav vysvetlil práve spomínanou gravitačnou šošovkou, teda efektom kedy masívne astronomické objekty (galaxie, čierne diery) dokážu vytvoriť také intenzívne gravitačné pole, že dochádza k dostatočnému zakriveniu časopriestoru, aby sa svetlo prechádzajúce v okolí týchto objektov pohybovalo po viditeľne zakrivenej dráhe.

Pozoruhodné zistenia

Zhodou okolností sa obe spomínané udalosti streli vo veľmi neobyčajnom a extrémne vzácnom vesmírnom divadle. Inak povedané, pozorovanie supernovy typu Ia v Einsteinovom prstenci (gravitačnej šošovke) je extrémne vzácna udalosť.

Pohľad na gravitačne šošovkovanú supernovu. J. Johansson

Keď svetlo zo supernovy prechádzalo galaxiou, šošovka toto svetlo nielen zakrivila, ale tiež ho až 25-násobne zväčšila a rozdelila na 4 obrazy. Nesmierne zaujímavé je aj to, že štyri obrazy supernovy zdeformované touto gravitačnou šošovkou nemajú rovnakú jasnosť.

Dva z nich (označené A a C) sú omnoho jasnejšie, než sa očakávalo. Vedci sa nazdávajú, že to môže byť spôsobené ďalšími udalosťami známymi ako mikrošošovky.

V podstate ide o menšie gravitačné šošovky vytvorené jednotlivými hviezdami, alebo planétami (nie celou galaxiou, čiernou dierou). Astronómovia dúfajú, že vďaka týmto udalostiam sa im najbližšie podarí získať stopy rozloženia hmotnosti hviezd v jadre šošovkovej galaxie.

Goobar et al., Nature Astronomy, 2023

Pozorovaná šošovková supernova by mala poskytnúť tiež množstvo dôležitých údajov, ktoré by zasa mohli pomôcť lepšie zmapovať expanziu vesmíru.

Metódy sa nezhodujú

Do dnešného dňa je rýchlosť rozpínania vesmíru predmetnom mnohých kontroverzií. Naše dve najlepšie metódy merania rýchlosti rozpínania vesmíru si totiž odporujú. Každá z nich udáva úplne iné číslo. Z modelu založenom na analýze kozmického mikrovlnného pozadia (elektromagnetické žiarenie, ktoré zostalo po Veľkom tresku) a meraniach misie Planck vyplýva, že v súčasnosti sa náš vesmír rozpína rýchlosťou 67,5 km/s na megaparsek.

Niektoré galaxie obsahujúce cefeidy. NASA, ESA, Adam G. Riess (STScI, JHU)

Pozorovania premenných hviezd a supernov typu Ia zasa naznačujú, že rýchlosť expanzie vesmíru je 73 km/s na megaparsek.

I keď sa ti môže zdať, že nejde o nejaký veľký rozdiel, tento nesúlad pre astronómiu predstavuje obrovský problém. Navyše, nesúlad medzi týmto dvomi typmi meraní v posledných rokoch neustále narastá.

Hoci nevieme, prečo sa tieto dve čísla nezhodujú, podľa vedcov existuje šanca zhruba milión ku jednej, že ide o náhodu. Inými slovami, naše najlepšie teórie hovoria, že tieto čísla by mali byť identické a keďže nie sú, naznačuje nám tom, že nám niečo podstatné stále uniká.