Supernova yang dikalikan dengan pelensaan gravitasi dapat mengungkap kecepatan ekspansi alam semesta yang sebenarnya

Supernova superluminous yang terletak 10 miliar tahun cahaya telah muncul lima kali di langit bumi. Fenomena yang disebut SN Winny ini disebabkan oleh lensa gravitasi yang dibentuk oleh dua galaksi di latar depan yang membelokkan cahaya ledakan. Pesquisadores dari Technical University dari Munich dan lembaga mitra mengidentifikasi peristiwa tersebut sebagai kesempatan langka untuk menghitung secara langsung laju ekspansi alam semesta, yang dikenal sebagai konstanta Hubble. Penemuan ini terjadi pada Agustus 2025 setelah enam tahun mencari kandidat yang menjanjikan.

Fenômeno yang langka membuat lima gambar dari satu peristiwa

Supernova bersinar jauh lebih terang daripada ledakan bintang biasa, sehingga membuatnya sangat terang. Cahaya Sua menempuh perjalanan selama miliaran tahun sebelum dibelokkan oleh dua galaksi yang dilaluinya, yang bertindak sebagai lensa alami. Hasilnya adalah efek kembang api kosmik, dengan lima gambar berbeda dari peristiwa yang sama muncul di langit. Konfigurasi Essa yang tidak biasa langsung menarik perhatian para ilmuwan, karena sebagian besar sistem lensa hanya menghasilkan dua atau empat gambar.

Penyelarasan sempurna yang diperlukan untuk membuat lima gambar sangatlah jarang. Kemungkinan terjadinya konfigurasi seperti itu di bawah satu dalam satu juta, menurut Sherry Suyu, profesor kosmologi observasional di TUM. Cahaya dari ledakan mengikuti jalur berbeda saat mengelilingi galaksi, menghasilkan penundaan berbeda saat mencapai Terra. Medir memungkinkan interval waktu ini untuk menentukan konstanta Hubble secara independen, menawarkan pendekatan ketiga untuk memecahkan salah satu misteri terbesar kosmologi.

Observações Resolusi Tinggi Mengungkapkan Struktur Sistem

Astrônomos menggunakan Large Binocular Telescope, yang terletak di Arizona, untuk menangkap gambar beresolusi sangat tinggi. Peralatan ini memiliki dua cermin masing-masing berukuran 8,4 meter dan sistem optik adaptif yang canggih. Foto yang diperoleh memperlihatkan dua galaksi pusat dan lima titik kebiruan supernova dalam warna cerah.

• Supernova ini berjarak sekitar 10 miliar tahun cahaya dari Terra.
• Galaksi Duas pada z=0,375 bertindak sebagai pelensaan gravitasi alami.
• Gambar tampak kebiruan pada gambar berwarna resolusi tinggi.
• Sistem ini memungkinkan pemodelan distribusi massa di galaksi lensa yang lebih sederhana.
• Observações dilanjutkan dengan teleskop darat dan luar angkasa sebagai Hubble dan James Webb.

Allan Schweinfurth, dari TUM, dan Leon Ecker, dari LMU, menganalisis posisi kelima gambar dan membangun model detail pertama dari distribusi massa di galaksi lensa. Diferente dari cluster yang kompleks, sistem ini menghadirkan distribusi massa yang lancar dan teratur. Galaksi-galaksi tersebut tampaknya tidak pernah bertabrakan di masa lalu, sehingga secara signifikan menyederhanakan perhitungan yang diperlukan untuk menentukan konstanta Hubble.

Tensão dari Hubble menemukan solusi potensial baru

Astrônomos telah mengukur perluasan alam semesta dengan dua cara utama selama beberapa dekade. Yang satu menggunakan tangga jarak kosmik dengan objek di dekatnya, sementara yang lain menganalisis radiasi latar kosmik dari Big Bang. Hasil dari kedua metodologi ini berbeda secara signifikan, menantang model standar kosmologi dan menimbulkan perdebatan tentang kemungkinan fisika baru atau keterbatasan dalam metode saat ini.

Perbedaan Essa, yang dikenal sebagai ketegangan Hubble, telah berlangsung selama bertahun-tahun dan merupakan salah satu tantangan terbesar dalam kosmologi modern. SN Winny menawarkan pendekatan ketiga yang sepenuhnya independen. Metode penundaan waktu bekerja dalam satu langkah dan tidak terlalu bergantung pada akumulasi kalibrasi atau asumsi tentang evolusi kosmik awal. Stefan Taubenberger, dari tim peneliti, menjelaskan bahwa penundaan antar gambar, dikombinasikan dengan model massa galaksi lensa, memungkinkan penghitungan langsung konstanta Hubble tanpa memerlukan beberapa langkah perantara.

Cahaya superluminous Supernova tipe I mengungkap alam semesta awal

Supernova ini diklasifikasikan sebagai superluminous tipe I, salah satu ledakan bintang paling energik yang pernah diketahui. Peristiwa yang terjadi ketika alam semesta baru berusia sekitar 4 miliar tahun, mengungkap proses fisik alam semesta awal. Perbesaran gravitasi yang disebabkan oleh dua galaksi latar depan membuat peristiwa tersebut terlihat dari permukaan bumi, sehingga memungkinkan pengamatan mendetail yang sebelumnya tidak mungkin dilakukan.

Pesquisadores berencana untuk memantau dengan cermat penundaan waktu antara lima gambar selama beberapa bulan ke depan. Equipes internasional memantau peristiwa tersebut pada berbagai panjang gelombang, mengumpulkan data spektroskopi dan fotometrik yang menyempurnakan pemahaman sistem. Tujuannya adalah untuk mendapatkan nilai laju ekspansi alam semesta yang independen dan tepat, dengan hasil awal diharapkan pada tahun 2026.

Gravitasi Lentes memperluas jangkauan teleskop berbasis darat

Kasus SN Winny memperkuat kekuatan pelensaan gravitasi yang luar biasa untuk mempelajari kosmos yang jauh. Eventos seperti ini secara signifikan memperluas jangkauan efektif teleskop berbasis darat, memungkinkan pengamatan objek yang tidak terlihat. Eles juga menguji prediksi Einstein tentang relativitas umum pada skala ekstrim, memvalidasi atau mempertanyakan teori fundamental yang menggambarkan gravitasi di seluruh alam semesta.