Birinin fiyatı için dört süpernovaya ne dersin? Hubble Uzay Teleskobu'nu kullanan California-Berkeley Üniversitesi'nden Dr. Patrick Kelly, GLASS (Uzaydan Grism Lens Güçlendirilmiş Anketi) ve Hubble Frontier Fields ekipleriyle birlikte,keşfetti uzak bir süpernova, ön plandaki bir galaksi kümesinin güçlü yerçekimi ile kendi dört kopyasına mercek verdi. SN Refsdal olarak adlandırılan nesne, zengin galaksi kümesinde keşfedildiMACS J1149.6 + 2223 Aslan takımyıldızında Dünya'dan beş milyar ışıkyılı uzaklıkta. Her keşfedilen ilk çoğul lensli süpernova ve doğanın en egzotik seraplarından biri.
Yerçekimi merceği Einstein’ın Görecelilik teorisiburada büyük nesnelerin kumaşın bükülüp eğileceğini tahmin etti. boş zaman. Nesne ne kadar büyük olursa, bükülme o kadar şiddetlidir. Bunu bir trambolin üzerinde duran bir çocuğun hayal ettiği, ağırlığının kumaşa bir çukur bastırarak hayal edebiliyoruz. Çocuğu 200 kiloluk bir yetişkinle değiştirin ve trambolin yüzeyi daha da sarkar.
Benzer şekilde, büyük Güneş, uzay-zamanın dokusunda derin ama görünmez bir çukur yaratır. Gezegenler bu 'alan eğriliğini' hissediyor ve kelimenin tam anlamıyla Güneş'e doğru dönüyor. Sadece yanlara doğru hareketleri veya açısal momentumları doğrudan güneş cehennemine düşmelerini önler.
Büyük nesnelerin yarattığı kavisli alan da ışık ışınlarını büker. Einstein, Güneş'in ya da başka bir büyük nesnenin yanından geçen bir yıldızdan gelen ışığın bu görünmez kavisli uzay manzarasını izleyeceğini ve aksi halde düz bir yoldan sapacağını tahmin ediyordu. Gerçekte, nesne bir mercek gibi davranarak uzak kaynaktan gelen ışığı daha parlak bir görüntüye veya çoklu ve bozuk görüntülere bükerek yeniden odaklar. Yıldız ışığının sapması olarak da bilinir, günümüzde buna yerçekimi merceği diyoruz.
Zaman içinde devasa bir galaksi kümesi etrafında çarpık uzay-zaman simülasyonu
Ortaya çıkan bu yerçekimsel merceklerin büyük gökada kümeleri biçiminde olduğu ortaya çıkıyor. Evrendeki maddi şeylerin% 96'sını oluşturan büyük miktarda sabit gizemli karanlık maddenin yanı sıra düzenli madde içerirler. Zengin gökada kümeleri teleskoplar gibi davranır - muazzam kütlesi ve güçlü yerçekimi milyarlarca ışık yılı ötesindeki galaksilerin ışığını büyütür ve yoğunlaştırır, aksi takdirde asla görülmeyecek olanları görünür hale getirir.
Şimdi yerçekimi mercekleri alanında erken çalışma yapan Norveçli bir astrofizikçi olan Sjur Refsdal olarak adlandırılan SN Refsdal'a dönelim. MACS J1149 kümesindeki devasa bir eliptik gökada, 9.4 milyar ışık yılı uzak süpernova ve onun ev sahibi sarmal gökadasını arka plan belirsizliğinden ilgi odağı haline getiriyor. Eliptik bisikletin güçlü yerçekimi, süpernova'yı görünüme getirmek için uzay zamanını bozmak için iyi bir iş çıkardı, ayrıca ana galaksinin şeklini de bozar ve süpernova'yı dört ayrı, benzer parlak görüntüye böler. Böyle düzgün bir simetri oluşturmak için SN Refsdal, galaksinin merkezinin tam olarak arkasına hizalanmalıdır.
Buradaki senaryo çarpıcı bir benzerlik taşıyor Einstein’ın Haçı, uzak bir quasarın ışığının ön plan mercek gökadası hakkında düzenlenmiş dört görüntüye bölündüğü, yerçekimi ile merceklenmiş bir kuasar. Quasar görüntüleri titriyor veya zaman içinde parlaklık değişiyor microlensed galaksideki bireysel yıldızların geçmesiyle. Her yıldız ana mercek içinde daha küçük bir mercek görevi görür.
GLASS ve Hubble Frontier Fields grupları tarafından çekilen ayrıntılı renkli görüntüler, süpernova'nın ev sahibi galaksisinin de galaksi kümesinin yerçekimi ile çarpıldığını gösteriyor. Onlarınkine göre son makale, Kelly ve ekibi hala beyaz cüce bir yıldızın (Tip Ia) kontrolsüz yanması ve patlamasından veya yakıt tükenmiş bir süper yıldızın felaket çöküşünden ve geri tepmesinden kaynaklanıp kaynaklanmadığını belirlemek için süpernova spektrumlarını elde etmeye çalışıyorlar. II).
Işığın, mercekli görüntülerin her birinden Dünya'ya gitmesi için geçen zaman farklıdır, çünkü her biri mercek galaksisinin merkezi etrafında biraz farklı bir yol izler. Bazı yollar daha kısa, bazıları daha uzun. Zamanlama ile parlaklık değişimleri bireysel görüntüler arasında ekip sadece mercek gökadasında ve kümede parlak maddenin dağılmasına karşı karanlık maddenin sınırlandırılmasını sağlamakla kalmaz, aynı zamanda bu bilgiyi evrenin genişleme oranını belirlemek için kullanır.
Kozmik bir seraptan çok sıkabilirsiniz!
