Три взрыва на одном снимке — телескоп Hubble сделал невероятный подарок астрономам

Свет от звезды, взорвавшейся более 11 миллиардов лет назад, был заснят космическим телескопом Hubble. Это была не просто открытка из далекого прошлого, а три сообщения, показывающие как угасал гигантский огненный шар.

Дополнительным сюрпризом для астрономов стало то, что на фото появляется не одно, а три изображения сверхновой. Они показывают взрывы в разное время, все они прибыли на Hubble одновременно. Это стало понятно потому, что остывающий огненный шар сверхновой передает немного различающиеся оттенки на изображениях сверхновых. Изображения поступили в одно время, потому что длина путей, по которым следовал свет сверхновой, различна. Более поздние изображения были задержаны из-за более длинного маршрута через просторы искривленного гравитацией космического пространства.

На самом деле, это первый детальный взгляд на сверхновую на столь раннем этапе истории Вселенной. Исследование может помочь ученым узнать больше о формировании звезд и галактик в ранней Вселенной. Изображения сверхновых особенные еще и потому, что они показывают ранние стадии звездного взрыва.

Источник: NASA, ESA, STScI.

На левой панели показана часть Abell 370, где появились множественные изображения сверхновой. На панели A, показано расположение многократных изображений родительской галактики после того, как сверхновая погасла. Панель B, снимок Hubble, сделанный в декабре 2010 года, показывает три изображения родительской галактики и сверхновой на разных этапах ее эволюции. Панель C, которая вычитает изображение на панели B из изображения на панели A, показывает три разных стадии развития сверхновой. Используя аналогичный процесс вычитания изображения для нескольких массивов данных, панель D показывает разные цвета остывающей сверхновой на трех разных этапах ее эволюции.

Это наблюдение стало возможным благодаря явлению, называемому гравитационным линзированием, которое было впервые предсказано в общей теории относительности Эйнштейна. В данном случае огромная гравитация скопления галактик Abell 370 действовала как космическая линза, преломляющая и усиливающая свет от более далекой сверхновой, расположенной за скоплением.

Деформация также произвела несколько изображений взрыва в разные периоды времени, которые все прибыли на Землю в одно и то же время и были запечатлены на одной фотографии Hubble. Это стало возможно только потому, что увеличенные изображения проходили через скопление по разным маршрутам из-за различий в длине путей, по которым следовал свет сверхновой, а также из-за замедления времени и искривления пространства из-за гравитации.

Снимок Hubble также зафиксировал быстрое изменение цвета угасающей сверхновой, что указывает на изменение температуры. Чем голубее цвет, тем горячее сверхновая. Самая ранняя захваченная фаза отображается синим цветом. Когда сверхновая остыла, ее свет стал краснее.

Это также первый раз, когда астрономы смогли измерить размер умирающей звезды в ранней Вселенной. Измерение было основано на яркости сверхновой и скорости охлаждения, которые зависят от размера звезды-прародителя. Наблюдения Hubble показывают, что красный сверхгигант, чей взрыв сверхновой обнаружили исследователи, был примерно в 500 раз больше Солнца.