Свръхнова се раздели на четири заради гравитационна леща

Космическият телескоп Хъбъл е изпратил изображение, в което гравитационната леща на клъстера от галактики MACS J1149.6 + 2223  е разделила образа на избухваща свръхнова на четири изображения, образувайки "Айнщайнов кръст".  Откритието е отбелязано в доклад в специалния брой  от 6 март на списание Science, посветен на стогодишнината от общата теория на относителността на Алберт Айнщайн.

През последните няколко десетилетия, астрономите са установили, че небето е изпълнено с гравитационни лещи, които позволяват изследването на много отдалечени и слаби обекти едва видими дори и с най-големите телескопи.

Патрик Кели, астроном от Университета на Калифорния, Бъркли, е установил, че една от тези лещи - масивен клъстер от галактики, благодарение на гравитацията така е деформирала и увеличила светлината, че е създала четири отделни изображения на една далечна свръхнова.

Така нареченият "Айнщайнов кръст" позволил уникално изследване на свръхновата и разпределението на тъмната материя.

"По принцип, наблюдавайки четирикратното изображение на свръхновата и като измерим времената на закъснението на пристигането на различните изображения, се надяваме да научим нещо за свръхновата и вида й, както и за гравитационните лещи", каза Патрик Кели.

Айнщайнов кръст

Общата теория на относителността на Айнщайн предсказва, че огромни концентрации на маса във Вселената ще пречупват светлината като леща, увеличавайки образа на обектите зад тях. Първата гравитационна леща е била открита през 1979 г. Днес, тези лещи осигуряват изключителен поглед към най-отдалечените стари обекти във Вселената, възникнали малко след раждането й преди 13,8 милиарда години.

"Тези гравитационни лещи са като естествен лупа. Те са нещо като много по-голям телескоп ", каза Кели. "Ние може да получим увеличение до 100 пъти, като разглеждаме тези галактични купове."

Когато светлината от по-заден обект преминава през единична галактика или клъстер от галактики, масата им огъва светлината. Когато пътят на светлината е далече от тази маса или ако масата не е особено голяма, се проявява "слаба гравитационна леща", като образът на фоновия обект се променя съвсем леко. Когато фоновият обект е почти точно зад масата, "силната леща" може да размаже и разшири обекта (напр. галактика) в "Айнщайнов пръстен", обграждащ лещата от галактика или клъстер от галактики. Силната леща, приложена към малки, точкови обекти, често произвежда множество изображения, разположени около лещата.  Известният Айнщайнов Кръст представлява случай, в който един обект се вижда четири пъти. 

Илюстрация, показваща как масивен галактичен куп може да огъне и фокусира светлината от свръхнова зад него като гравитационна леща. В резултат се получават множество изображения на експлодиращата свръхнова, Айнщайнов кръст. Изображение: NASA, ESA and A. Feild/STScI

"Виждали сме много пъти далечни квазари като Айнщайнов кръст, но супернова е наблюдавана по този начин за първи път", каза Алекс Филипенко, професор по астрономия в Бъркли и член на екипа на Кели.