Astronomer föreslår en innovativ metod för att mäta kosmisk expansion med gravitationslinsförsedda supernovor
Forskare har identifierat en extremt sällsynt superluminös supernova, betecknad SN 2025wny och smeknamnet SN Winny, som visas i fem distinkta bilder över himlen på grund av den gravitationslinseffekt som orsakas av två förgrundsgalaxer. Stjärnexplosionen inträffade cirka 10 miljarder ljusår bort och fångades av Large Binocular Telescope, i Arizona, i augusti 2025. Teamet modellerade massfördelningen av linsgalaxer med högupplösta bilder tagna med adaptiv optik, vilket avslöjar jämna, regelbundna konfigurationer som underlättar exakta beräkningar.
Den perfekta inriktningen som krävs för att en superluminös supernova ska kunna linsas av enskilda galaxer och producera fem bilder anses vara mindre än en på en miljon. Astrônomos övervakade potentiella gravitationslinser i sex år tills de upptäckte denna exakta matchning. Supernovan utmärker sig för sin exceptionella ljusstyrka, mycket högre än den för vanliga supernovor, vilket gör den upptäckbar även på extrema avstånd tack vare den ökade ljusstyrkan som gravitationslinsen ger.
Sällsynt upptäckt i det avlägsna universum
Supernovan SN Winny framstår som en unik möjlighet för observationskosmologi. Duas förgrundsgalaxer böjer vägarna av ljus som emitteras av avlägsna stjärnexplosioner och skapar banor av varierande längd. Esses olika vägar genererar förseningar i ljusets ankomst till Terra, observerbara som tidsvariationer mellan de fem bilderna.
Forskare använder fenomenet som kallas tidsfördröjningskosmografi för att omvandla dessa förseningar till mätningar av kosmisk expansion. Modellen för massfördelningen av linsgalaxer, baserad på data från avancerade markbaserade teleskop, minskar systematiska osäkerheter som är vanliga vid andra tillvägagångssätt.
Denna förenklade uppställning, linserad av individuella galaxer snarare än komplexa kluster, representerar ett betydande framsteg i exakt modellering.
Fördelar med tidsfördröjningsmetoden
Det nya tillvägagångssättet skiljer sig från traditionella metoder genom att vara en enstegsprocess. Enquanto den kosmiska avståndsstegen ackumulerar fel i flera steg, såsom parallaxmätningar och Tipo Ia supernovor, och observationer av den kosmiska mikrovågsbakgrunden beror på modeller av universums tidiga fysik, denna teknik undviker sådana beroenden.
Teamet framhåller att källorna till systematisk osäkerhet är helt distinkta, vilket möjliggör oberoende jämförelser. Observações pågår med mark- och rymdbaserade teleskop försöker ytterligare förfina tidsdata.
Användning i superluminösa supernovor
Superluminösa supernovor som SN Winny erbjuder utökad ljusstyrka som underlättar detektering på extrema kosmologiska avstånd. Gravitationslinser multiplicerar signalen, vilket möjliggör detaljerade analyser av strukturen hos de avböjande galaxerna.
Studien som godkändes för publicering i Astronomy & Astrophysics visar att regelbundna massfördelningar i galaxer indikerar frånvaron av nyliga kollisioner, trots deras uppenbara närhet. Essa-funktionen bidrar till mer tillförlitlig modellering.
Implikationer för Hubble-Lemaître-konstanten
Direkt mätning av universums nuvarande expansionshastighet genom denna supernova kan hjälpa till att klargöra skillnader mellan olika kosmologiska tekniker. Astrônomos betonar potentialen för hög precision tack vare linssystemets enkelhet.
Kontinuerliga observationer syftar till att fånga ytterligare variationer i de multipla bilderna, vilket förbättrar beräkningarna av Hubble-Lemaître-konstanten. Händelsen förstärker vikten av systematiska sökningar efter sällsynta gravitationslinssystem.
Observations- och modelleringsdetaljer
Large Binocular Telescope fångade alla fem bilderna av supernovan i en enda bild, tack vare dess adaptiva optiksystem. Linsgalaxer uppvisar jämna ljus- och massprofiler, vilket gör det lättare att bygga exakta modeller.
Ett internationellt team som involverade institutioner som Technical University av Munich, Max Planck Institute för Astrophysics och andra samarbetade i analysen. Upptäckten inträffade efter lång övervakning av gravitationslinskandidater.
Utökad sökning efter exceptionella händelser
Astronomer ägnade sex år åt att sammanställa en lista över lovande gravitationslinser innan de identifierade matchningen med SN Winny i augusti 2025. Justeringens sällsynthet framhäver fyndets vetenskapliga värde.
Evenemanget ger en oberoende väg att testa nuvarande kosmologiska modeller. Pesquisadores fortsätter att övervaka systemet för att extrahera ytterligare data om kosmisk expansion.
