Как Hubble видит сквозь космическую пыль, чтобы составить карту галактик?

Одной из важнейших задач астрофизики является измерение расстояний до удаленных объектов, таких как галактики, квазары и скопления галактик, особенно при изучении ранней Вселенной. Это сложная задача, так как прямые измерения возможны только для нескольких близких объектов, таких как Солнце, планеты и ближайшие звезды. Для всех остальных используются косвенные методы, одним из которых является изучение сверхновых типа Ia. Здесь на помощь приходит космический телескоп Hubble NASA/ESA.

Галактика NGC 3810, изображенная на этом снимке, стала хозяином сверхновой типа Ia в 2022 году. В начале 2023 года Hubble провел наблюдения этой и других галактик, чтобы подробно изучить недавние сверхновые типа Ia. Эти сверхновые возникают в результате взрыва белого карлика и имеют очень постоянную яркость, что позволяет использовать их для измерения расстояний. Зная, насколько яркой должна быть сверхновая типа Ia, можно определить ее расстояние, исходя из наблюдаемой яркости.

Источник: ESA/Hubble.

Однако межгалактическая пыль между Землей и сверхновой блокирует часть ее света. Чтобы отличить, какая часть уменьшения яркости вызвана расстоянием, а какая — пылью, Hubble использует хитроумный метод: делает снимки сверхновых типа Ia в ультрафиолетовом свете, который почти полностью блокируется пылью, и в инфракрасном свете, который проходит сквозь пыль почти не изменяясь. Анализируя количество света на каждой длине волны, можно откалибровать соотношение между яркостью сверхновой и расстоянием с учетом влияния пыли.

Хаббл может наблюдать обе длины волн в мельчайших подробностях с помощью одного инструмента, что делает его идеальным для этого эксперимента. Данные, использованные для создания изображения NGC 3810, включают наблюдения сверхновой 2022 года. Она видна как точка света прямо под ядром галактики.

Существует множество методов измерения космических расстояний, и сверхновые типа Ia являются одними из самых точных и полезных инструментов благодаря их яркости. Также применяются другие методы, либо для независимой проверки, либо для измерения расстояний на различных масштабах. Например, сравнение скорости вращения галактик с их яркостью позволяет определить расстояние до NGC 3810, которое составляет 50 миллионов световых лет от Земли.