Štvrtý obraz dávneho výbuchu hviezdy by sa mal objaviť v dohľadnej budúcnosti.
Galaktická kopa MACS MACSJ0138, ktorá šošovkuje vzdialenú galaxiu za ňou z nášho pohľadu. Zdroj: NASA/ESA/Hubble/A. Newman/M. Akhshik/K. Whitaker
Na fotke z roku 2016 ich vidíte, na snímke o tri roky neskôr už nie. Hubblov vesmírny ďalekohľad zachytil vďaka javu, ktorý je známy ako gravitačná šošovka, až tri zrkadlové obrazy jednej a tej istej supernovy. Jav spôsobila silná gravitácia galaktickej kopy, ktorá svetlo z dávneho výbuchu rozdelila, skrivila a aj zväčšila.
Astronómovia supernovu nazvali Rekviem. Potvrdili ju práve porovnaním dvoch záberov, ktoré teleskop vyhotovil s odstupom troch rokov. Hviezdne explózie sa totiž postupne vytrácajú. Hoci sa obrazy supernovy už vytratili, vedci predpokladajú, že by sa v dohľadnej budúcnosti mal objaviť aj štvrtý.
Zistenia opísali v štúdii, ktorá vyšla v časopise Nature Astronomy.
Tri rozdielne fázy explózie
Gravitačnú šošovku predpovedal už Albert Einstein. Je veľmi podobná tomu, ako bežná lupa ohýba svetlo, aby priblížila vzdialený predmet. Vesmírna verzia vzniká, keď sa medzi pozorovateľa a zdroj svetla dostane teleso či útvar s ohromným gravitačným poľom, ktoré lúče následne zakriví a rozdelí. Takýmto objektom môže byť čierna diera, kvazar či galaktická kopa.
Práve posledný spomenutý spôsobil trojicu zrkadlových obrazov supernovy Rekviem. Kopa MACS J0138 je veľmi hmotná, jej svetlo k nám letelo približne štyri miliardy rokov. Avšak svetlo zo supernovy, ktoré kopa „šošovkovala” , k nám putovalo až desať miliárd rokov.
Kopa toto svetlo rozdelila na tri zrkadlové obrazy. Na zábere z roku 2016 sa objavili ako tri svetlé body pozdĺž oranžových oblúkov. Ide pravdepodobne o galaxiu, v ktorej sa odohrala hviezdna explózia. Body mali rozličnú jasnosť a farbu, čo značí tri rozdielne fázy explózie v čase. Každý obraz supernovy putuje inou cestou skrz galaktickú kopu, a tak sa k Zemi dostane aj v iný čas.
„Vždy keď svetlo prejde okolo veľmi hmotných telies, ako sú galaxia či galaktická kopa, ohnutie časopriestoru, ktoré Einsteinova všeobecná relativita predpovedala, spôsobí oneskorenie púte svetla,” vysvetľuje v tlačovej správe hlavný autor štúdie Steven Rodney.
Vedec prirovnáva vplyv galaktickej kopy k vlakom, ktoré v rovnaký čas opustili stanicu a majú namierené do rovnakého miesta. Každý vlak sa však do cieľa dostane inou trasou, a tak budú aj vzdialenosť a nakoniec aj čas príchodu rozdielne.
Vľavo je záber z roku 2016, na ktorom sú zakrúžkované tri obrazy tej istej supernovy. Vpravo je záber z roku 2019, na ktorom už na rovnakom mieste obrazy nie sú. Žltým krúžkom je však vyznačené miesto, kde sa okolo roku 2037 objaví štvrtý obraz. Zdroj: NASA/ESA/Hubble
Príde štvrtý obraz
Hoci sa z posledných záberov zrkadlové obrazy supernovy vytratili, astronómovia očakávajú, že okolo roku 2037 sa objaví štvrtý „šošovkovaný” obraz. Dôvod jeho oneskorenia oproti ostatným trom je, že svetlo prechádza priamo cez stred galaktickej kopy. Tam sa nachádza najviac temnej hmoty, ktorú inak nevidíme. Môžeme ju však pozorovať práve vďaka jej gravitačnému pôsobeniu na okolie, ktoré tvorí bežná viditeľná hmota.
„Tento obraz príde posledný, pretože je ako vlak, ktorý sa vydal hlboko do údolia a musí opäť vyjsť hore. Pre svetlo je to tá najpomalšia cesta,” doplnil Rodney.
Pozorovať objavenie ďalšieho obrazu rovnakej supernovy umožní astronómom zmerať oneskorenie a taktiež zistiť, ako je zahnutý priestor v galaktickej kope MACS J0138. V najbližších rokoch sa očakáva, že s nástupom nových ďalekohľadov budú mať vedci oveľa viac príležitostí pozorovať podobné „šošovkované” supernovy ako dnes.
Zdroj: DOI: 10.1038/s41550-021-01450-9, Tlačová správa Goddardovho centra pre vesmírne lety
