Ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά βαρυτικοί φακοί σουπερνόβα τύπου Ia
Credit: NASA, ESA, S. Perlmutter (UC Berkeley, LBNL), A. Koekemoer (STScI), M. Postman (STScI), A. Riess (STScI/JHU), J. Nordin (LBNL, UC Berkeley), D. Rubin (Florida State), and C. McCully (Rutgers University)
Δύο ομάδες αστρονόμων χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA / ESA, έχουν ανακαλύψει τρία μακρινά άστρα που εκρήγνυνται και έχουν μεγεθυνθεί από την τεράστια βαρύτητα των σμηνών γαλαξιών στο προσκήνιο, οι οποίοι δρουν σαν «κοσμικοί φακοί».
Αυτοί οι υπερκαινοφανείς προσφέρουν στους αστρονόμους ένα ισχυρό εργαλείο για να ελέγξουν τη «συνταγή» αυτών των τεράστιων φακών.
Τα σμήνη γαλαξιών δρουν ως «βαρυτικοί φακοί», επειδή η ισχυρή βαρύτητα τους κάμπτει το φως που περνά μέσα από αυτούς.
Αυτό το φαινόμενο εστιασμού καθιστά τα μακρινά αντικείμενα πίσω από τις συστάδες, να φαίνονται μεγαλύτερα και φωτεινότερα - τα αντικείμενα που θα μπορούσαν αλλιώς να είναι πολύ αμυδρά για να παρατηρηθούν, ακόμη και με τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια.
Τα νέα ευρήματα είναι τα πρώτα βήματα προς την κατεύθυνση της πιο ακριβής συνταγής - ή χάρτη - που έγινε ποτέ για ένα τέτοιο φακό.
Το πόσο ένας βαρυτικός φακός αντικειμένου μεγεθύνεται, εξαρτάται από την ποσότητα της ύλης σε ένα σύμπλεγμα - συμπεριλαμβανομένης της σκοτεινής ύλης, που δεν μπορούμε να δούμε άμεσα.
Οι αστρονόμοι ανέπτυξαν χάρτες που υπολογίζουν την τοποθεσία και την ποσότητα της σκοτεινής ύλης που κρύβεται σε ένα σύμπλεγμα.
Οι χάρτες αυτοί είναι οι συνταγές φακών ενός σμήνους γαλαξιών και προβλέπουν πώς θα μεγεθυνθούν τα μακρινά αντικείμενα πίσω από ένα σύμπλεγμα όταν το φως τους περνά μέσα από αυτά.
Αλλά πώς οι αστρονόμοι ξέρουν ότι αυτή η συνταγή είναι ακριβής;
Τώρα, δύο ανεξάρτητες ομάδες αστρονόμων από το Πρόγραμμα Κοσμολογίας Σουπερνόβα και το Cluster Lensing (Εστιασμός Συμπλέγματος) και από την έρευνα Σουπερνοβα με το Hubble (CLASH), βρήκαν μια νέα μέθοδο για να ελέγξουν τη συνταγή ενός βαρυτικού φακού.
Ανέλυσαν τρία σουπερνόβα - με παρατσούκλι Τιβέριος, ντίντιους και Καρακάλλα - που το καθένα μεγεθύνεται από ένα διαφορετικό τεράστιο σμήνος γαλαξιών - Abell 383, RXJ1532.9 3021 και MACS J1720.2 3536, αντίστοιχα.
Ευτυχώς, τα δύο, και ενδεχομένως, τρία από αυτά τα σουπερνόβα φαίνεται να είναι ένας ειδικός τύπος έκρηξης άστρων που μπορεί να χρησιμοποιηθούν ως πρότυπα κεριά.
«Εδώ έχουμε βρει σουπερνόβα τύπου Ia, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν ένα γράφημα για κάθε συστάδα εστιασμού,» εξήγησε ο Saurabh Jha του Πανεπιστημίου Rutgers, ΗΠΑ, μέλος της ομάδας CLASH.
«Επειδή μπορούμε να εκτιμήσουμε την εγγενή(φυσική) φωτεινότητα των υπερκαινοφανών τύπου Ia, μπορούμε να μετρήσουμε ανεξάρτητα τη μεγέθυνση του φακού, το οποίο δεν είναι δυνατόν με άλλες πηγές υποβάθρου.»
Οι ομάδες μέτρησαν τις λαμπρότητες μεγεθύνσεις σουπερνόβα και τις συνέκριναν με της έκρηξης φυσικής φωτεινότητας για να υπολογίσουν πόσο φωτεινά έγιναν τα άστρα που εκρήγνυνται», λόγω του βαρυτικού εστιασμού.
Ένα σουπερνόβα ξεχώριζε ιδιαίτερα, και εμφανίζεται να είναι περίπου δύο φορές πιο φωτεινό απ' όσο θα αναμενόταν, αν όχι για την δύναμη μεγέθυνσης του συμπλέγματος.
Τα τρία σουπερνόβα ανακαλύφθηκαν στην έρευνα CLASH, η οποία χρησιμοποίησε το Hubble για να εξετάσει την κατανομή της σκοτεινής ύλης σε 25 σμήνη γαλαξιών.
Δύο από τα σουπερνόβα βρέθηκαν το 2012· και το άλλο το 2010-2011.
Για να εκτελέσουν τις αναλύσεις τους, και οι δύο ομάδες χρησιμοποίησαν παρατηρήσεις του Hubble, παράλληλα με τις παρατηρήσεις, τόσο από το διάστημα όσο και από τα επίγεια τηλεσκόπια για να παρέχουν ανεξάρτητες εκτιμήσεις των αποστάσεων σε αυτά τα άστρα.
Ο κοσμικός φακός MACS J1720 +35 βοηθά το Hubble για να βρει ένα μακρινό σουπερνόβα
Credit: NASA, ESA, S. Perlmutter (UC Berkeley, LBNL), A. Koekemoer (STScI), M. Postman (STScI), A. Riess (STScI/JHU), J. Nordin (LBNL, UC Berkeley), D. Rubin (Florida State), and C. McCully (Rutgers University)
Η καρδιά ενός τεράστιου σμήνους γαλαξιών που ονομάζεται MACSJ1720 +35 φαίνεται σε αυτήν την εικόνα, η οποία ελήφθη στο ορατό και το εγγύς υπέρυθρο φως από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA / ESA.
Το σμήνος γαλαξιών είναι τόσο μεγάλο ώστε η βαρύτητα του να στρεβλώνει, φωτίζει και μεγεθύνει τη λάμψη από τα πιο μακρινά αντικείμενα πίσω από αυτό, ένα αποτέλεσμα που ονομάζεται βαρυτικός εστιασμός. Στο πάνω δεξί σημείο, ένα άστρο που εκρήγνυται με παρατσούκλι Καρακάλλα και βρίσκεται πίσω από το σύμπλεγμα που μπορεί απλά να καθίσταται έξω αυτό.
Το σουπερνόβα είναι μέλος μιας ειδικής κατηγορίας άστρου που εκρήγνυται και ονομάζεται τύπου Ia, πολύτιμο για τους αστρονόμους, διότι παρέχει ένα σταθερό επίπεδο μέγιστης φωτεινότητας που το καθιστά αξιόπιστο για να γίνουν εκτιμήσεις αποστάσεων.
Ο κοσμικός φακός MACS J1720 +35 βοηθά το Hubble να βρει ένα μακρινό σουπερνόβα (επισημασμένη)*
Credit: NASA, ESA, S. Perlmutter (UC Berkeley, LBNL), A. Koekemoer (STScI), M. Postman (STScI), A. Riess (STScI/JHU), J. Nordin (LBNL, UC Berkeley), D. Rubin (Florida State), and C. McCully (Rutgers University)
Μια διευρυμένη προβολή του σουπερνόβα, με παρατσούκλι Καρακάλλα, εμφανίζεται στα δεξιά των δύο ένθετων εικόνων, ελήφθη τον Ιούλιο του 2012. Το βέλος σηματοδοτεί τη θέση του σουπερνόβα, το οποίο βρίσκεται κοντά στο φωτεινό πυρήνα του γαλαξία. Το σουπερνόβα φαίνεται όπως εμφανιζόταν 7.700 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Η εικόνα λήφθηκε στο εγγύς υπέρυθρο φως με την κάμερα Ευρέως Πεδίου 3 του Hubble.
Η ένθετη εικόνα στα αριστερά, τον Μάρτιο του 2012, δείχνει την ίδια περιοχή πριν από την έκρηξη σουπερνόβα. Οι αστρονόμοι συνδύασαν τις παρατηρήσεις που έγιναν στο ορατό και το εγγύς υπέρυθρο φως με την προηγμένη κάμερα του Hubble για έρευνες και την Ευρέως Πεδίου Κάμερα 3 για να δημιουργήσουν την εικόνα. Το σουπερνόβα είναι μέλος μιας ειδικής κατηγορίας άστρου που εκρήγνυται, και ονομάζεται τύπου Ia, πολύτιμο από τους αστρονόμους, διότι παρέχει ένα σταθερό επίπεδο μέγιστης φωτεινότητας που το καθιστά αξιόπιστο για να γίνουν εκτιμήσεις αποστάσεων.
Η εικόνα του σμήνους γαλαξιών ελήφθη μεταξύ του Μαρτίου και Ιουνίου 2012 από την Ευρέως Πεδίου κάμερα 3 του Hubble και την Προηγμένη Κάμερα για Έρευνες.
Ο κοσμικός φακός Abell 383 βοηθά το Hubble για να βρει ένα μακρινό σουπερνόβα (επισημασμένη)
Credit: NASA, ESA, S. Perlmutter (UC Berkeley, LBNL), A. Koekemoer (STScI), M. Postman (STScI), A. Riess (STScI/JHU), J. Nordin (LBNL, UC Berkeley), D. Rubin (Florida State), and C. McCully (Rutgers University)
Μια διευρυμένη προβολή του σουπερνόβα, με παρατσούκλι Τιβέριος μετά τον πρώτο αιώνα του Ρωμαίου αυτοκράτορα, εμφανίζεται στην πλέον δεξιά ένθετη εικόνα, λήφθηκε τον Ιανουάριο του 2011. Το βέλος εντοπίζει την τοποθεσία του σουπερνόβα. Το φωτεινό υλικό από κάτω είναι μέρος του γαλαξία υποδοχής. Το σουπερνόβα φαίνεται όπως εμφανιζόταν 8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.
Η ένθετη εικόνα στα αριστερά, λήφθηκε το Νοέμβριο του 2010, δείχνει την ίδια περιοχή πριν από την έκρηξη του σουπερνόβα.
Και οι δύο ένθετες εικόνες λήφθηκαν στο ορατό φως με την προηγμένη κάμερα του Hubble για έρευνες.
Το σουπερνόβα είναι ένα από τα τρία άστρα που εκρήγνυνται και ανακαλύφθηκε στην έρευνα Cluster Lensing (Εστιαμός Συμπλέγματος) και Σουπερνοβα με το Hubble (CLASH), και ακολουθεί να είναι μέρος ενός σχεδίου του Προγράμματος Κοσμολογίας Σουπερνοβα HST. Η CLASH είναι, μια απογραφή του Hubble που εξετάζει τη κατανομή της σκοτεινής ύλης σε 25 σμήνη γαλαξιών. Η σκοτεινή ύλη δεν μπορεί να φανεί άμεσα, αλλά πιστεύεται ότι αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της ύλης του σύμπαντος.
Η εικόνα του σμήνους γαλαξιών ελήφθη μεταξύ Νοεμβρίου 2010 και Φεβρουαρίου 2011 από την Ευρέως Πεδίου κάμερα του Hubble και την Προηγμένη Κάμερα για Έρευνες.
Ο κοσμικός φακός RXJ1532.9 3021 βοηθά το Hubble για να βρει ένα μακρινό σουπερνόβα (επισημασμένη)
Credit: NASA, ESA, S. Perlmutter (UC Berkeley, LBNL), A. Koekemoer (STScI), M. Postman (STScI), A. Riess (STScI/JHU), J. Nordin (LBNL, UC Berkeley), D. Rubin (Florida State), and C. McCully (Rutgers University)
Το σμήνος γαλαξιών είναι τόσο μεγάλο ώστε η βαρύτητα του στρεβλώνει, φωτίζει και μεγεθύνει το φως από τα πιο μακρινά αντικείμενα πίσω από αυτό, ένα αποτέλεσμα που ονομάζεται βαρυτικός εστιασμός. Το μικρό άσπρο κουτί στην πάνω δεξιά γωνία, σηματοδοτεί τη θέση ενός άστρου που εκρήγνυται και ονομάζεται σουπερνόβα, βρίσκεται πολύ πίσω από το σύμπλεγμα.
Μια διευρυμένη προβολή του σουπερνόβα, με παρατσούκλι Δίδιος από το δεύτερο αιώνα του Ρωμαίου αυτοκράτορα Ιουλιανού Δίδιο, παρουσιάζεται στην ένθετη εικόνα στα δεξιά, τον Μάρτιο του 2012. Το σουπερνόβα είναι η λευκή κουκκίδα κοντά στο κέντρο της εικόνας. Η φωτεινή κηλίδα στην επάνω αριστερή γωνία, αποτελεί τον πυρήνα του γαλαξία. Το σουπερνόβα φαίνεται όπως εμφανιζόταν πριν από 7 δισεκατομμύρια έτη.
Η ένθετη εικόνα στα αριστερά, από τον Φεβρουάριο του 2012, δείχνει την ίδια περιοχή πριν από την έκρηξη σουπερνόβα. Το σουπερνόβα είναι μέλος μιας ειδικής ομάδας τύπου Ia από αστέρια που εκρήγνυται, πολύτιμα για τους αστρονόμους, επειδή παρέχουν ένα σταθερό επίπεδο μέγιστης φωτεινότητας που τα καθιστά αξιόπιστα για την πραγματοποίηση εκτίμησης αποστάσεων.
Και οι δύο ένθετες εικόνες λήφθηκαν στο ορατό φως με την προηγμένη κάμερα του Hubble για έρευνες.
Η εικόνα του σμήνους γαλαξιών ελήφθη μεταξύ του Φεβρουαρίου και Απριλίου 2012 με την κάμερα Ευρέως Πεδίου 3 του Hubble και την Προηγμένη Κάμερα για Έρευνες.
Μετάφραση: To-New-Sas
ΠΗΓΗ: spacetelescope.org
Δεν υπάρχουν σχόλια :
Δημοσίευση σχολίου