Уэбб обнаружил линзированную сверхновую "Надежда" и усилил напряжение Хаббла

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Вселенная расширяется — это неоспоримый факт современной науки. Но с какой скоростью происходит это расширение? Ответ на этот вопрос, казалось бы, прост: нужно измерить постоянную Хаббла, которая и определяет темп расширения. Однако на деле все оказывается куда сложнее. Различные методы измерения дают разные результаты, создавая так называемое «напряжение Хаббла» — разногласие, ставящее под сомнение наше понимание фундаментальных свойств космоса.


В поисках истины астрономы обращаются к самым передовым инструментам, и космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) — один из них. Недавно «Уэбб» преподнес ученым удивительный подарок: обнаружил три загадочные точки света в далеком скоплении галактик. Оказалось, что это не что иное, как сверхновая типа Ia, которую исследователи окрестили «Надеждой» (SN H0pe).

Почему же эта сверхновая так важна?

Во-первых, сверхновые типа Ia — это своего рода «стандартные свечи» в космосе. Их яркость известна, а значит, измерив видимую яркость, можно определить расстояние до них.

Во-вторых, «Надежда» оказалась гравитационно линзированной. Это значит, что свет от нее, проходя мимо массивного скопления галактик, искривился и разделился на несколько путей. В результате мы видим не одно, а три изображения сверхновой, причем каждое изображение соответствует разному моменту времени взрыва.

Изображение скопления галактик PLCK G165.7+67.0, также известного как G165, полученное с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона NIRCam космического телескопа НАСА имени Джеймса Уэбба. Скопление переднего плана, расположенное на расстоянии 3,6 миллиарда световых лет от Земли, увеличивает и искривляет свет далекой Вселенной за ее пределами. На этом снимке астрономы обнаружили свет взорвавшейся звезды — точнее, сверхновой типа Ia, — полученный в результате трехкратной визуализации; он виден как точки света в заметной красной дуге в правом центре снимка
Автор: NASA, ESA, CSA, STScI, Brenda Frye (University of Arizona), Rogier Windhorst (ASU), S. Cohen (ASU), Jordan C. J. D'Silva (UWA), Anton M. Koekemoer (STScI), Jake Summers (ASU) Источник: webbtelescope.org

Как «Надежда» помогает измерить постоянную Хаббла?


Гравитационное линзирование создает эффект «временной задержки»: свет, прошедший по более длинному пути, доходит до нас позже. Измерив эту задержку, расстояние до сверхновой и свойства гравитационной линзы, можно вычислить постоянную Хаббла.

Именно это и сделала команда исследователей, возглавляемая Брендой Фрай из Университета Аризоны. Полученное ими значение — 75,4 км/с/Мпк — согласуется с измерениями, проведенными в локальной Вселенной, но отличается от значений, полученных на основе наблюдений ранней Вселенной.

Архивное негативное изображение HST/WFC3 F110W поля PLCK G165.7+67.0 (1′x0.7′). Изображенные трижды дуги 2a, 2b и 2c галактики-хозяина SN H0pe выделены пурпурными кругами с радиусом 1″ (иллюстрации: Frye et al. 2019). Выделенные области являются частью дуги, образованной сильным линзированием от скопления галактик переднего плана.
Автор: Polletta, M., et al.: A&A 675, L4 (2023) CC-BY 4.0 Источник: www.aanda.org

Что это значит?

Это значит, что «напряжение Хаббла» не исчезает, а, возможно, даже усиливается. Возможно, нам придется пересмотреть наши представления о темной энергии, которая, как считается, ускоряет расширение Вселенной.

«Надежда» — это только начало.

Наблюдения «Уэбба» в будущем позволят уточнить измерения и, возможно, пролить свет на загадку постоянной Хаббла.


История «Надежды» — это яркий пример того, как дальний космос может помочь нам лучше понять ближайшее окружение, а также фундаментальные законы, управляющие Вселенной.

Изображение в превью:
Автор: NASA, ESA, CSA, STScI, Brenda Frye (University of Arizona), Rogier Windhorst (ASU), S. Cohen (ASU), Jordan C. J. D'Silva (UWA), Anton M. Koekemoer (STScI), Jake Summers (ASU)
Источник: webbtelescope.org