Давным-давно в галактике далеко-далеко... взорвалась массивная звезда. Этот катаклизм создал объект, называемый сверхновой (похожий на тот, который мы называем Крабовидная туманность). В то время, когда умерла эта древняя звезда, собственная галактика, Млечный Путь, только начинала формироваться. Солнце еще даже не существовало. Так же как и планеты. Рождение нашей солнечной системы еще более пяти миллиардов лет в будущем.
Световые отголоски и гравитационные воздействия
Свет от этого давнего взрыва пронесся через космос, неся информацию о звезде и ее катастрофической смерти. Теперь, около 9 миллиардов лет спустя, астрономы имеют замечательный взгляд на событие. Это проявляется в четырех изображениях сверхновой, созданной гравитационная линза, созданная скоплением галактики. Сам кластер состоит из гигантской эллиптической галактики переднего плана, собранной вместе с другими галактиками. Все они погружены в сгусток темной материи. Объединенное гравитационное притяжение галактик плюс гравитация темной материи искажает свет от более отдаленных объектов, когда он проходит. На самом деле он слегка смещает направление движения света и размазывает «образ», который мы получаем от этих отдаленных объектов.
В этом случае свет от сверхновой проходил четырьмя различными путями через группу. Получающиеся в результате изображения, которые мы видим здесь с Земли, образуют крестообразный узор, называемый крестом Эйнштейна (названный в честь физик Альберт Эйнштейн). Сцена была изображена Космический телескоп Хаббл. Свет каждого изображения попадал на телескоп в несколько разное время - в течение нескольких дней или недель друг от друга. Это четкое указание на то, что каждое изображение является результатом различного пути, который свет прошел через галактическое скопление и его оболочку темной материи. Астрономы изучают этот свет, чтобы узнать больше о действии далекой сверхновой и характеристиках галактики, в которой она существовала.
Как это работает?
Свет, исходящий от сверхновой, и пути, по которым он идет, аналогичны нескольким поездам, которые покинуть станцию в одно и то же время, все путешествовать с одинаковой скоростью и идти в один и тот же финал место назначения. Однако представьте, что каждый поезд идет по разному маршруту, и расстояние для каждого из них не одинаково. Некоторые поезда путешествуют по холмам. Другие проходят через долины, а третьи пробираются через горы. Поскольку поезда движутся по разным длинам пути по разной местности, они не прибывают в пункт назначения одновременно. Точно так же изображения сверхновых не появляются одновременно, потому что часть света задерживается путешествуя по поворотам, созданным гравитацией плотной темной материи в галактике кластер.
Временные задержки между приходом света каждого изображения говорят астрономам кое-что о расположении темной материи вокруг галактики в скоплении. Таким образом, в некотором смысле, свет от сверхновой действует как свеча в темноте. Это помогает астрономам составить карту количества и распределения темной материи в скоплении галактик. Сам кластер находится на расстоянии около 5 миллиардов световых лет от нас, а сверхновая еще на 4 миллиарда световых лет от этого. Изучая задержки между моментами, когда разные изображения достигают Земли, астрономы могут найти подсказки о типе искривленного космического ландшафта, через который свет сверхновой должен был пройти. Это комковато? Как комковато? Сколько там?
Ответы на эти вопросы еще не готовы. В частности, внешний вид изображений сверхновых может измениться в течение следующих нескольких лет. Это потому, что свет от сверхновой продолжает течь через скопление и сталкиваться с другими частями облака темной материи, окружающими галактики.
В добавок к Космический телескоп Хаббла Наблюдения за этой уникальной линзовой сверхновой астрономы также использовали В.М. Телескоп Keck на Гавайях для дальнейших наблюдений и измерений расстояния до галактики, в которой находится сверхновая. Эта информация даст дополнительные подсказки в условиях в галактике, как она существовала в ранней Вселенной.