Druga supernowa w galaktyce MRG-M0138 odkryta przez Teleskop Webba

Astronomowie ogłosili zaskakujące odkrycie, że w obrębie MRG-M0138 doszło do eksplozji drugiej gwiazdy, czyli supernowej, co widać na zdjęciach z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a NASA.

W listopadzie 2023 roku Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba zaobserwował masywną gromadę galaktyk o nazwie MACS J0138.0-2155. Poprzez efekt zwany soczewkowaniem grawitacyjnym (po raz pierwszy przewidziany przez Alberta Einsteina), odległa galaktyka o nazwie MRG-M0138 wydaje się wypaczona przez potężną grawitację sąsiedniej gromady galaktyk. Dzięki efektowi soczewkowania grawitacyjnego wywołanego przez MACS J0138 badacze mogli zaobserwować niecodzienny kształt MRG-M0138 spowodowany oddziaływaniem grawitacyjnym sąsiednich struktur kosmicznych, jak i przyjrzeć się wnętrzu tej galaktyki.

Pierwsza supernowa w tej galaktyce została zaobserwowana przez astronomów na zdjęciach z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a NASA wykonanych w 2016 roku. Gdy naukowcy analizowali zdjęcia pozyskane przez Webba z 2023 roku, odkryli, że w tej samej galaktyce siedem lat później doszło do drugiej supernowej. Naukowcy Justin Pierel z NASA Einstein Fellow w Space Telescope Science Institute i Andrew Newman, astronom z Observatories of the Carnegie Institution for Science dokładnie zbadali oba przypadki supernowych.

„Kiedy supernowa eksploduje za soczewką grawitacyjną, jej światło dociera do Ziemi kilkoma różnymi drogami. Możemy porównać te ścieżki do kilku pociągów, które opuszczają stację w tym samym czasie, wszystkie podróżują z tą samą prędkością i zmierzają do tego samego miejsca. Każdy pociąg jedzie inną trasą, a ze względu na różnice w długości podróży i ukształtowaniu terenu, pociągi nie docierają do celu w tym samym czasie” – mówią badacze.

„Podobnie obrazy supernowych uzyskanych przez soczewkowanie grawitacyjne, pojawiają się kolejno w ciągu dni, tygodni, a nawet lat. Mierząc różnice w czasie pojawiania się obrazów supernowych, możemy zmierzyć historię tempa ekspansji wszechświata, znanego jako stała Hubble’a, co jest obecnie głównym wyzwaniem w kosmologii. Problem polega na tym, że te wielokrotnie zobrazowane supernowe są niezwykle rzadkie: do tej pory wykryto ich mniej niż tuzin” – dodają.

„W tym niewielkim zaobserwowanym gronie supernowa z 2016 roku w MRG-M0138, nazwana Requiem, wyróżniała się z kilku powodów. Po pierwsze, znajdowała się w odległości 10 miliardów lat świetlnych. Po drugie, supernowa była prawdopodobnie tego samego typu (Ia), który jest używany jako standardowa miara odległości kosmicznych” – twierdzą naukowcy.

„Po trzecie, modele przewidywały, że jeden z obrazów supernowej jest tak opóźniony przez jego drogę przez ekstremalną grawitację gromady, że nie pojawi się nam aż do połowy lat 2030. Niestety, ponieważ Requiem zostało odkryte długo po tym, jak zniknęło z pola widzenia, nie było możliwe zebranie wystarczającej ilości danych, aby zmierzyć stałą Hubble’a” – kontynuują.

„Teraz znaleźliśmy drugą supernową z pomocą soczewkowania grawitacyjnego w tej samej galaktyce co Requiem, którą nazwaliśmy Supernova Encore. Została odkryta przypadkowo i obecnie aktywnie ją śledzimy” – zaznaczają badacze.

„Korzystając z obrazów Webba, zmierzymy i potwierdzimy stałą Hubble’a w oparciu o te wielokrotnie zobrazowaną supernowe. Potwierdzono, że Encore jest supernową świecącą standardowo lub supernową typu Ia, co czyni Encore i Requiem zdecydowanie najodleglejszą parą rodzeństwa supernowych świecących standardowo, jaką kiedykolwiek odkryto”.

Supernowe są zwykle nieprzewidywalne, ale w tym przypadku badacze wiedzą, gdzie należy szukać, aby zobaczyć ostateczne pojawienie się Requiem i Encore. Obserwacje w podczerwieni około 2035 roku pozwolą na uchwycenie ich ostatniego zrywu i dostarczą nowych, precyzyjnych pomiarów.

Emil Gołoś