Сверхяркая сверхновая, расположенная на расстоянии 10 миллиардов световых лет, пять раз появлялась на небе Земли. Явление, получившее название SN Winny, возникает из-за гравитационных линз, образованных двумя галактиками на переднем плане, которые отклоняют свет от взрыва. Исследователи из Технического университета Мюнхена и партнерских учреждений назвали это событие редкой возможностью напрямую рассчитать скорость расширения Вселенной, известную как постоянная Хаббла. Открытие произошло в августе 2025 года после шестилетних поисков перспективных кандидатов.
Редкое явление создало пять изображений одного события
Сверхновая сияет значительно ярче обычных звездных взрывов, что делает ее сверхсветящейся. Его свет путешествовал миллиарды лет, прежде чем был отклонен двумя галактиками на своем пути, которые действуют как естественная линза. Результатом является эффект космического фейерверка: в небе появляются пять различных изображений одного и того же события. Эта необычная конфигурация сразу же привлекла внимание ученых, поскольку большинство систем линз создают только два или четыре изображения.
Идеальное выравнивание, необходимое для создания пяти изображений, встречается чрезвычайно редко. По словам Шерри Сую, доцента кафедры наблюдательной космологии в ТУМ, вероятность возникновения такой конфигурации составляет менее одного на миллион. Свет от взрыва следовал по разным путям, обогнув галактики, создавая разные задержки во времени, когда он достиг Земли. Измерение этих временных интервалов позволяет нам независимо определить постоянную Хаббла, предлагая третий подход к разгадке одной из величайших загадок космологии.
Наблюдения с высоким разрешением раскрывают структуру системы
Астрономы использовали Большой бинокулярный телескоп, расположенный в Аризоне, для получения изображений очень высокого разрешения. Оборудование имеет два зеркала диаметром 8,4 метра каждое и развитую систему адаптивной оптики. На полученной фотографии видны две центральные галактики и пять голубоватых точек сверхновой в ярких тонах.
- Сверхновая находится на расстоянии около 10 миллиардов световых лет от Земли.
- Две галактики с z=0,375 действуют как естественная гравитационная линза.
- На цветном изображении с высоким разрешением изображения выглядят голубоватыми.
- Система позволяет упростить моделирование распределения масс в линзовых галактиках.
- Наблюдения продолжаются с помощью наземных и космических телескопов, таких как «Хаббл» и «Джеймс Уэбб».
Аллан Швайнфурт из TUM и Леон Эккер из LMU проанализировали положения пяти изображений и построили первую подробную модель распределения масс в линзовых галактиках. В отличие от сложных кластеров, эта система представляет собой плавное и регулярное распределение массы. Похоже, что галактики не сталкивались в прошлом, что значительно упрощает расчеты, необходимые для определения постоянной Хаббла.
Напряжение Хаббла находит новое потенциальное решение
На протяжении десятилетий астрономы измеряли расширение Вселенной двумя основными способами. Один использует космическую лестницу расстояний с близлежащими объектами, а другой анализирует космическое фоновое излучение от Большого взрыва. Результаты этих двух методологий существенно расходятся, бросая вызов стандартной модели космологии и порождая споры о возможной новой физике или ограничениях существующих методов.
Это несоответствие, известное как напряжение Хаббла, сохраняется уже много лет и представляет собой одну из самых больших проблем в современной космологии. SN Winny предлагает совершенно независимый третий подход. Метод временной задержки работает в один этап и меньше полагается на накопленные калибровки или предположения о ранней космической эволюции. Стефан Таубенбергер из исследовательской группы объясняет, что задержка между изображениями в сочетании с моделью масс линзовых галактик позволяет напрямую вычислить постоянную Хаббла без необходимости выполнения нескольких промежуточных шагов.
Сверхяркая сверхновая типа I раскрывает раннюю Вселенную
Сверхновая классифицируется как сверхсветящаяся типа I, один из самых энергичных известных звездных взрывов. Событие произошло, когда Вселенной было всего около 4 миллиардов лет, что свидетельствует о физических процессах раннего космоса. Гравитационное усиление, вызванное двумя галактиками на переднем плане, сделало это событие видимым с Земли, что позволило провести детальные наблюдения, которые в противном случае были бы невозможны.
Исследователи планируют тщательно отслеживать временные задержки между пятью изображениями в течение следующих нескольких месяцев. Международные команды следят за событием на разных длинах волн, собирая спектроскопические и фотометрические данные, которые улучшают наше понимание системы. Цель состоит в том, чтобы получить независимое и точное значение скорости расширения Вселенной, предварительные результаты ожидаются в 2026 году.
Гравитационное линзирование расширяет возможности наземных телескопов
Случай с SN Winny подтверждает необычайную силу гравитационных линз для изучения далекого космоса. Подобные события значительно расширяют эффективный диапазон наземных телескопов, позволяя наблюдать объекты, которые в противном случае остались бы невидимыми. Они также проверяют предсказания общей теории относительности Эйнштейна в экстремальных масштабах, проверяя или ставя под сомнение фундаментальную теорию, описывающую гравитацию во Вселенной.