Πώς ένα σουπερνόβα που εξερράγη το 2016 θα εμφανιστεί σε επανάληψη το 2037

Πώς γίνεται ένα συμβάν που καταγράφηκε το 2016 να παρατηρηθεί για δεύτερη φορά 20 χρόνια αργότερα;

Κι όμως γίνεται, χάρη σε ένα παράξενο παιχνίδι του φωτός που προβλέπει η γενική σχετικότητα του Αϊνστάιν.

Ένας υπερκαινοφανής αστέρας (σουπερνόβα) που καταγράφηκε το 2016 από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble  προβλέπεται ότι θα εμφανιστεί ξανά στον ουρανό το 2037, σε ένα είδος κοσμικού déjà-vu.

Το άστρο που εξερράγη σε σουπερνόβα βρίσκεται πίσω από ένα γιγάντιο γαλαξιακό σμήνος, του οποίου η βαρύτητα παραμορφώνει τον χώρο και τον χρόνο, όπως προβλέπει η θεωρία του Αϊνστάιν.

Η καμπύλωση του χωροχρόνου αλλάζει τη διαδρομή που ακολουθεί το φως για να φτάσει από το σουπερνόβα μέχρι τη Γη -ένα φαινόμενο ονομάζεται «βαρυτικός φακός» επειδή λειτουργεί περίπου όπως οι γυάλινοι φακοί. Τα γαλαξιακά σμήνη έχουν τόσο μεγάλη μάζα ώστε τα αντικείμενα που βρίσκονται πίσω τους μπορεί να εμφανίζονται σε εντελώς διαφορετική θέση από αυτή στην οποία πραγματικά βρίσκονται.

Επιπλέον, το φως από την ίδια αρχική πηγή μπορεί να ακολουθήσει πολλές διαφορετικές πορείες ταυτόχρονα, οπότε πολλαπλά είδωλα του ίδιου αντικειμένου εμφανίζονται σε διαφορετικά σημεία του ουρανού.

Δεδομένου όμως ότι κάποιες διαδρομές είναι πιο μακρινές από άλλες, κάθε είδωλο μπορεί να εμφανιστεί όχι μόνο σε άλλο σημείο του χώρου αλλά και σε διαφορετικές χρονικές στιγμές.

Όπως σχολιάζει σε ανακοίνωση της NASA o Στιβ Ρόντνεϊ του Πανεπιστημίου της Νότιας Καρολίνας, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας, το φαινόμενο μπορεί να παρομοιαστεί με έναν αριθμό από τρένα που αναχωρούν από τον ίδιο σταθμό και ταξιδεύουν με την ίδια ταχύτητα για να φτάσουν στον ίδιο προορισμό, από διαφορετική όμως διαδρομή. Όσο πιο μεγάλη η διαδρομή, τόσο περισσότερο θα αργήσει το τρένο να φτάσει στον προορισμό του.

Τρία είδωλα που σημειώνονται με λευκό κύκλο καταγράφηκαν το 2016, είχαν όμως εξαφανιστεί το 2019. Ο κίτρινος κύκλος σημειώνει τη θέση όπου θα επανεμφανιστεί το σουπερνόβα το 2037 (Joseph DePasquale /STScI)

Το συγκεκριμένο σουπερνόβα εμφανίστηκε για πρώτη φορά σε τρία διαφορετικά είδωλα, τα οποία εντοπίστηκαν αναδρομικά σε εικόνα του Hubble από το 2016, αναφέρει διεθνής ερευνητική ομάδα στο Nature Astronomy. Οι τρεις κουκίδες αντιστοιχούν σε τρεις διαφορετικές διαδρομές που ακολούθησε το φως στα δέκα δισεκατομμύρια χρόνια που χρειάστηκε για να φτάσει στη Γη.

Οι κουκίδες είχαν εξαφανιστεί σε νέα εικόνα που τράβηξε το Hubble το 2019, επιβεβαιώνοντας ότι δεν πρόκειται για τρία διαφορετικά άστρα.

Μαθηματικά μοντέλα που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη έδειξαν ότι ένα τέταρτο είδωλο του σουπερνόβα θα εμφανιστεί γύρω στο 2037, συν ή πλην δύο χρόνια. Η εικόνα αυτή θα σχηματιστεί από φως το οποίο πέρασε κατευθείαν μέσα από το γαλαξιακό σμήνος που βρίσκεται ανάμεσα στο σουπερνόβα και τη Γη.

Θα φανταζόταν κανείς ότι αυτή η «απευθείας» διαδρομή είναι η πιο σύντομη και επομένως το αντίστοιχο είδωλο θα έπρεπε να είχε εμφανιστεί νωρίτερα από τα άλλα. Στην πραγματικότητα όμως πρόκειται για την πιο μακρινή διαδρομή, αφού το φως πέρασε από την κεντρική περιοχή με τη μέγιστη παραμόρφωση του χώρου.

«Θα είναι η τελευταία που θα φτάσει στη Γη επειδή είναι σαν τρένο που πρέπει να κατέβει βαθιά σε μια κοιλάδα και μετά να σκαρφαλώσει στην κορυφή» εξηγεί ο δρ Ρόντνεϊ.

Η παρατήρηση της επανάληψης του φαινομένου το 2037 θα επιτρέψει στους αστρονόμους να υπολογίσουν τη χρονική καθυστέρηση ανάμεσα στα διαφορετικά είδωλα του σουπερνόβα, κάτι που με τη σειρά του θα επιτρέψει τη χαρτογράφηση της μάζας του γαλαξιακού σμήνους που λειτουργεί ως φακός.

Το μεγαλύτερο μέρος αυτής της μάζας δεν αντιστοιχεί στην ύλη που γνωρίζουμε αλλά στη μυστηριώδη «σκοτεινή ύλη», ένα αόρατο, υποθετικό υλικό που εκτιμάται ότι αντιστοιχεί στο 85% της μάζας του Σύμπαντος.