Λύθηκε το μυστήριο του υπέρλαμπρου σουπερνόβα. Dazzling supernova mystery solved

Τη φωτεινότητα του πολλαπλασιάζει ένας άγνωστος μέχρι σήμερα «ενδιάμεσος» γαλαξίας. This Canada-France-Hawaii-Telescope (CFHT) image shows the ultra-bright supernova PS1-10afx, 9 billion light-years from Earth. The super-bright star explosion was magnified by a cosmic lens, scientists say. Image released April 24, 2014. Image credit: Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe / CFHT. The right inset shows PS1-10afx. Image credit: R. Chornock et al.

Πριν από τέσσερα έτη εντοπίστηκε ένας υπερκαινοφανής αστέρας η λαμπρότητα του οποίου εξέπληξε τους επιστήμονες. Μην μπορώντας να εξηγήσουν το φαινόμενο οι ειδικοί είχαn διαχωριστεί σε εκείνους που πίστευαν ότι το σουπερνόβα ανήκει σε ένα συμβατικό είδος αλλά για άγνωστο λόγο είναι πολύ πιο λαμπρό από τα υπόλοιπα και σε εκείνους που θεωρούσαν ότι έχουμε να κάνουμε με ένα άγνωστο είδος. Μια νέα μελέτη αναφέρει ότι πρόκειται για ένα «συμβατικό» σουπερνόβα που απλά τη λαμπρότητα του μεγέθυνε ένας γαλαξίας που βρίσκεται ανάμεσα σε αυτό και τη Γη.

Το σουπερνόβα

Ένας κοσμικός μεγεθυντικός φακός κρύβεται πίσω από το... εκτυφλωτικό σουπερνόβα. Artist's conception of Type Ia Supernova. Image Credit: Kavli IPMU

Ο PS1-10afx βρίσκεται στην ασύλληπτη απόσταση των 9 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από εμάς. Είναι περίπου 30 φορές πιο λαμπρός από τους περισσότερους υπερκαινοφανείς αστέρες. Το φως του είναι σύμφωνα με τους επιστήμονες 100 δισεκατομμύρια πιο εκτυφλωτικό από αυτό του Ήλιου!

Ορισμένοι ειδικοί πίστευαν ότι ο PS1-10afx είναι ένα ιδιαίτερο μέλος των σουπερνόβα τύπου Ia. Οι υπερκαινοφανείς αστέρες τύπου Ia προκύπτουν από τη διάλυση ενός λευκού νάνου και οι εκρήξεις αυτές θεωρούνται πιο ισχυρές από εκείνες των άλλων τύπων αστρικών εκρήξεων. Η νέα μελέτη επιβεβαιώνει εν μέρει αυτή την άποψη. Επιστήμονες του Kavli Insitute στο Τόκιο υποστηρίζουν ότι το PS1-10afx είναι ένα «κλασικό» σούπερνόβα τύπου 1a. Δεν έχει δηλαδή αυξημένη λαμπρότητα το ίδιο το σουπερνόβα αλλά η φωτεινότητα του πολλαπλασιάζεται από ένα γαλαξία που λειτουργεί ως μεγεθυντικός φακός.

Το φαινόμενο

Ο γαλαξίας που βρίσκεται ανάμεσα στη Γη και το σουπερνόβα μεγέθυνε το φως του κάνοντας τον να φαίνεται δεκάδες φορές πιο λαμπρό από όσο πραγματικά είναι. This illustration shows how the light from a supernova like PS1-10afx, located more than 9 billion light-years from Earth, could be magnified by a cosmic lens in the form of a galaxy positioned between the planet and the distant supernova. Image released April 24, 2014. Image credit: Aya Tsuboi / Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe. 

Πριν από λίγα χρόνια αναπτύχθηκε μια νέα μέθοδος εντοπισμού διαστημικών σωμάτων (κυρίως άστρων και γαλαξιών) που βρίσκονται στα βάθη του Σύμπαντος. Η μέθοδος αυτή ονομάστηκε μέθοδος του βαρυτικού φακού ή μικροφακού.

The galaxy makes the supernova appear as four separate images. (Image: Anupreeta More/Kavli IPMU)

Η τεχνική βασίζεται σε ένα φαινόμενο που προβλέπεται από τη Γενική θεωρία της Σχετικότητας, και βρίσκει εφαρμογή όταν ένα άστρο περνάει μπροστά από ένα άλλο, πιο μακρινό άστρο. Κατά το πέρασμα αυτό το βαρυτικό πεδίο του πιο κοντινού άστρου – το οποίο σύμφωνα με τη Γενική Σχετικότητα κάμπτει τον περιβάλλοντα χωροχρόνο – διαθλά το φως του πιο μακρινού άστρου λειτουργώντας σαν μεγεθυντικός φακός μέσα από τον οποίο το άστρο και οι πλανήτες που κινούνται γύρω από αυτό γίνονται ορατά από τη Γη. Το αποτέλεσμα είναι να αυξάνει το μέγεθος και η φωτεινότητα ενός κοσμικού σώματος ως και 20 φορές.

Η ανακάλυψη

This image shows the supernova PS1-10afx and its relation to Earth. The lower panel displays the galaxy responsible for magnifying the light of PS1-10afx and Earth. Image released April 24, 2014. Credit: Surhud More, Kavli IPMU, Images of galaxies: ESA NASA Hubble heritage project and SDSS 

Οι επιστήμονες που μελετούσαν το σουπερνόβα είχαν διερευνήσει την πιθανότητα το φως του να μεγεθύνεται και εξέτασαν την πιθανότητα η μεγέθυνση αυτή να γίνεται από τον γαλαξία στον οποίο ανήκει. Τα αποτελέσματα όμως έδειξαν ότι αυτό δεν συνέβαινε και έτσι το μυστήριο παρέμενε.

Στη νέα μελέτη του PS1-10afx οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το τηλεσκόπιο Keck στη Χαβάη και ανακάλυψαν ένα άγνωστο μέχρι σήμερα γαλαξία που βρίσκεται ενδιάμεσα στον γαλαξία του PS1-10afx και τη Γη. Σύμφωνα με τους ερευνητές αυτός ο γαλαξίας είναι ο μεγεθυντικός φακός που αυξάνει τη φωτεινότητα του σουπερνόβα. Η νέα μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Science».