Kaj pa štiri supernove za ceno enega? Patrick Kelly s kalifornijske univerze Berkeley z vesoljskim teleskopom Hubble skupaj s skupinami GLASS (Gism Lens Amplified Survey from Space) in Hubble Frontier Fields,odkriti oddaljena supernova, ki jo je močna gravitacija sprednjega galaksije posodila v štiri kopije. Poimenovan SN Refsdal, je bil objekt odkrit v bogati galaksiji grozdaMACS J1149.6 + 2223 pet milijard svetlobnih let od Zemlje v ozvezdju Lev. To je prva večnamenska supernova, ki je bila odkrita, in ena izmed najbolj eksotičnih narave.
Gravitacijska leča je zrasla iz Einsteinovih Teorija relativnostikjer je napovedoval, da se bodo masivni predmeti upognili in prepletali tkanino vesoljski čas. Čim bolj je masiven predmet, bolj je upogibanje močnejše. To si lahko zamislimo, če si predstavljamo, kako otrok stoji na trampolinu in s težo pritiska na tkanino. Otroka nadomestite z odraslo osebo, ki znaša 200 kilogramov, površina trampolina pa se še bolj zasuka.
Podobno masivno Sonce ustvarja globoko, a nevidno šare v tkanini vesoljskega časa. Planeti občutijo to "ukrivljenost prostora" in se dobesedno zavihtijo proti Soncu. Samo njihovo bočno gibanje ali kotni zagon preprečujeta, da bi padli naravnost v sončno inferno.
Ukrivljen prostor, ki ga ustvarjajo masivni predmeti, upogiba tudi svetlobne žarke. Einstein je predvideval, da bo svetloba zvezde, ki sega blizu Sonca ali drugega masivnega predmeta, sledila tej nevidni ukrivljeni vesoljski pokrajini in se odbila od sicer ravne poti. Predmet dejansko deluje kot leča, ki upogiba in usmerja svetlobo iz oddaljenega vira v svetlejšo sliko ali več ali popačene slike. Znan tudi kot odboj zvezda, ga danes imenujemo gravitacijsko lečo.
Simulacija izkrivljenega vesolja v času velikega grozdja v času
Izkazalo se je, da je veliko teh gravitacijskih leč v obliki ogromnih grozdov galaksij. Vsebujejo redno snov in ogromno količino še vedno skrivnostne temne snovi, ki predstavlja 96% materialnih stvari v vesolju. Bogati grozdasti grozdi delujejo kot teleskopi - njihova ogromna masa in močna gravitacija povečata in okrepita svetlobo galaksij v milijard svetlobnih let naprej, zaradi česar je vidno tisto, kar sicer nikoli ne bi videli.
Vrnimo se v SN Refsdal, imenovan za Sjur Refsdal, norveškega astrofizika, ki je že zgodaj delal na področju gravitacijske leče. Ogromna eliptična galaksija v grozdu MACS J1149 "leči" oddaljeno 9,4 milijarde svetlobnih let supernove in njeno gostiteljsko spiralno galaksijo iz nejasnosti ozadja v žarnico. Močna gravitacija eliptikov je naredila odlično delo izkrivljanja vesoljskega časa, da je supernova videla, tudi izkrivila obliko gostiteljske galaksije in supernovo razdelila na štiri ločene podobno svetle slike. Za ustvarjanje tako čiste simetrije mora biti SN Refsdal natančno poravnan za središčem galaksije.
Tukaj je scenarij presenetljiv Einsteinov križ, gravitacijsko posodjen kvazar, kjer se je svetloba daljinskega kvazarja razbila na štiri slike, razporejene okoli ležeče galaksije v ospredju. Slike kvazarja utripajo ali se skozi čas spreminjajo v svetlosti mikrolenirano s prehodom posameznih zvezd znotraj galaksije. Vsaka zvezda deluje kot manjša leča znotraj glavne leče.
Podrobne barvne slike, ki sta jih posneli skupini GLASS in Hubble Frontier Field, kažejo, da je gostiteljska galaksija supernove nadgrajena tudi z gravitacijo grozda galaksije. Glede na njihove nedavni prispevek, Kelly in ekipa še vedno delajo, da bi pridobili spektre supernove, da bi ugotovili, ali je posledica nenadzorovanega gorenja in eksplozije bele pritlikave zvezde (tip Ia) ali kataklizmičnega kolapsa in odrivanja nadvišene zvezde, ki ji je zmanjkalo goriva (Type II).
Čas, ki traja za potovanje na Zemljo z vsake posodjene slike, je drugačen, ker vsaka sledi nekoliko drugačni poti okoli središča galaksije, ki leče. Nekatere poti so krajše, nekatere daljše. Z določitvijo časa variacije svetlosti med posameznimi slikami skupina upa, da ne bo omejila le na porazdelitev svetle snovi v primerjavi s temno snovjo v galaksiji leče in v grozdu, ampak bo te podatke uporabila za določitev stopnje širitve vesolja.
Iz kozmičnega mirage lahko veliko stisnete!
