|
Сверхновая, подтвердившая данные о напряжении Хаббла
|
|
|
|
Измерение постоянной Хаббла, скорости расширения Вселенной, является активной областью исследований астрономов по всему миру, которые анализируют данные как наземных, так и космических обсерваторий. Космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба уже внес свой вклад в это продолжающееся обсуждение. Ранее в этом году астрономы использовали данные Webb, содержащие переменные цефеиды и сверхновые типа Ia, которые являются надежными маркерами расстояния для измерения скорости расширения Вселенной, для подтверждения предыдущих измерений космического телескопа НАСА "Хаббл".
|
|
|
|
Теперь исследователи используют независимый метод измерения для дальнейшего повышения точности определения постоянной Хаббла — гравитационно-линзованные сверхновые. Бренда Фрай из Университета Аризоны вместе с командой исследователей из разных учреждений по всему миру возглавляет эту работу после открытия Уэббом трех светящихся точек в направлении отдаленного и густонаселенного скопления галактик. Научный институт космического телескопа недавно пригласил доктора Дж. Фрай расскажет нам подробнее о том, что команда назвала сверхновой H0pe, и о том, как эффекты гравитационного линзирования помогают понять постоянную Хаббла.
|
|
|
|
"Все началось с одного вопроса команды: "Что это за три точки, которых раньше не было? Может ли это быть сверхновой?" - сказала она. "Светящиеся точки, которые не были видны на снимках того же скопления, сделанных в 2015 году телескопом "Хаббл", были очевидны, когда на Землю поступили изображения PLCK G165.7+67.0, полученные в рамках программы Уэбба "Гарантированные временные наблюдения основных внегалактических областей для научной реионизации и линзирования" (PEARLS). Команда отмечает, что этот вопрос первым пришел на ум не случайно: "Область G165 была выбрана для этой программы из-за высокой скорости звездообразования - более 300 солнечных масс в год, что коррелирует с более высоким уровнем образования сверхновых".
|
|
|
|
|
|
|
"Первоначальный анализ подтвердил, что эти точки соответствуют взрывающейся звезде, обладающей редкими свойствами. Во-первых, это сверхновая типа Ia, возникшая в результате взрыва белого карлика. Этот тип сверхновых обычно называют "стандартной свечой", что означает, что у сверхновой есть известная внутренняя яркость. Во-вторых, она имеет гравитационную линзу.
|
|
|
|
"Гравитационное линзирование важно для этого эксперимента. Линза, состоящая из скопления галактик, расположенного между сверхновой и нами, преломляет свет сверхновой, создавая множество изображений. Это похоже на то, как в трехстворчатом зеркале на туалетном столике отображаются три разных изображения человека, сидящего перед ним. На изображении Уэбба это было продемонстрировано прямо у нас на глазах: среднее изображение было перевернуто относительно двух других изображений - эффект "линзирования", предсказанный теорией.
|
|
|
|
"Чтобы получить три изображения, свет распространялся по трем разным траекториям. Поскольку каждая траектория имела разную длину, а свет распространялся с одинаковой скоростью, сверхновая была запечатлена в ходе этого наблюдения Уэбба в три разных момента времени во время ее взрыва. В аналогии с тройным зеркалом возникла временная задержка, при которой в правом зеркале был изображен человек, поднимающий расческу, в левом зеркале - расчесываемые волосы, а в среднем зеркале - человек, опускающий расческу.
|
|
|
|
"Тройные изображения сверхновых являются особенными: временные задержки, расстояние до сверхновой и свойства гравитационного линзирования дают значение постоянной Хаббла, или H0 (произносится как H-ноль). Сверхновая была названа SN H0pe, поскольку это дает астрономам надежду лучше понять изменяющуюся скорость расширения Вселенной.
|
|
|
|
"Стремясь глубже изучить SN H0pe, команда PEARLS-Clusters подготовила предложение о дискреционном времени директора Webb (DDT), которое было оценено научными экспертами в ходе анонимного обзора и рекомендовано Группой научной политики Webb для наблюдений за DDT. Параллельно были получены данные с 6,5-метрового телескопа MMT на горе Хопкинс и большого бинокулярного телескопа на горе Грэм в Аризоне. Проанализировав оба наблюдения, наша команда смогла подтвердить, что SN H0pe привязана к фоновой галактике, расположенной значительно позади скопления, которая существовала через 3,5 миллиарда лет после большого взрыва.
|
|
|
|
"SN H0pe - одна из самых удаленных сверхновых типа Ia, наблюдаемых на сегодняшний день. Другой член команды провел еще одно измерение временной задержки, проанализировав эволюцию света, рассеянного по составляющим его цветам, или "спектру", с помощью Webb, что подтвердило природу SN H0pe типа Ia.
|
|
|
|
"Семь подгрупп представили модели линз, описывающие двумерное распределение вещества в скоплении галактик. Поскольку сверхновая типа Ia является стандартной свечой, каждая модель объектива была "оценена" по ее способности предсказывать временные задержки и яркость сверхновых относительно истинных измеренных значений.
|
|
|
|
"Чтобы избежать предвзятости, результаты были скрыты от этих независимых групп и представлены друг другу в объявленный день и время "прямого эфира". Команда сообщает, что значение постоянной Хаббла составляет 75,4 километра в секунду на мегапарсек, плюс 8,1 или минус 5,5. [Один парсек эквивалентен расстоянию в 3,26 световых года.] Это всего лишь второе измерение постоянной Хаббла таким методом и первое с использованием стандартной свечи. Ведущий исследователь программы PEARLS отметил: "Это одно из величайших открытий Уэбба, которое ведет к лучшему пониманию этого фундаментального параметра нашей Вселенной".
|
|
|
|
"Результаты нашей команды впечатляют: значение постоянной Хаббла соответствует другим измерениям в локальной Вселенной и несколько отличается от значений, полученных, когда Вселенная была молодой. Наблюдения Уэбба в третьем цикле позволят устранить неопределенности, что позволит более точно определить ограничения на H0".
|
|
|
|
Источник
|
