Hubble: Πώς μια έκρηξη σουπερνόβα εμφανίστηκε τριπλή στον ουρανό

Χάρη σε ένα περίεργο οπτικό φαινόμενο που είχε προβλέψει τον περασμένο αιώνα ο Αϊνστάιν, το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble κατάφερε να απαθανατίσει ταυτόχρονα και σε μία εικόνα τρεις διαφορετικές φάσεις της έκρηξης ενός μακρινού σουπερνόβα.

Η λάμψη της έκρηξης ταξίψεψε πάνω από 11 δισεκατομμύρια χρόνια μέχρι να φτάσει στη Γη και αποκαλύπτει λεπτομέρειες για τη γέννηση και τον θάνατο άστρων και γαλαξιών στο νεαρό Σύμπαν.

Τρία διαφορετικά είδωλα του σουπερνόβα, τα οποία αντιστοιχούν σε τρία διαφορετικά στάδια της εξέλιξής του, εμφανίστηκαν στο οπτικό πεδίο του Hubble χάρη στο φαινόμενο του «βαρυτικού φακού».

Ως «φακός» λειτούργησε σε αυτή την περίπτωση το γιγάντιο γαλαξιακό σμήνος Abell 370, το οποίο έτυχε να βρίσκεται ακριβώς ανάμεσα στο μακρινό σουπερνόβα και τη Γη. Το βαρυτικό πεδίο του σμήνους, το οποίο καμπυλώνει τον χωροχρόνο, άλλαξε την πορεία του φωτός και μεγέθυνε την εικόνα του σουπερνόβα.

Οι κύκλοι με τους αριθμούς 1,2,3 αντιστοιχούν στα τρία είδωλα του ίδιου σουπερνόβα (NASA, ESA, STScI, Wenlei Chen,, Patrick Kelly, Hubble Frontier Fields)

Καμπυλωμένες λόγω της βαρυτικής επίδρασης, οι ακτίνες φωτός από την έκρηξη ακολούθησαν τρεις διαφορετικές διαδρομές, οι οποίες δημιούργησαν έτσι το τριπλό είδωλο.

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

Τα τρία είδωλα εμφανίστηκαν μεν ταυτόχρονα, απεικονίζουν όμως διαφορετικές φάσεις της έκρηξης επειδή καθεμία από τις τρεις διαδρομές είχε διαφορετικό μήκος και το ταξίδι του φωτός είχε διαφορετική διάρκεια. Ένας δεύτερος λόγος είναι ότι βαρύτητα όχι μόνο καμπυλώνει το φως αλλά επιπλέον επιβραδύνει τον χρόνο.

«Η βαρύτητα του γαλαξιακού σμήνους καμπυλώνει το φως που έρχεται από πίσω του, επιπλέον μειώνει το χρόνο που χρειάστηκε το φως για το ταξίδι επειδή όσο ισχυρότερη είναι η βαρύτητα τόσο πιο αργά χτυπά το ρολόι» εξήγησε μιλώντας στο Reuters ο Ουενλί Τσεν του Πανεπιστημίου της Μινεσότα, επικεφαλής της μελέτης που δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature.

«Με άλλα λόγια, οι εκπομπές φωτός από μια μεμονωμένη πηγή πίσω από τον φακό μπορούν να ακολουθήσουν διαφορετικέ διαδρομές προς την δική μας κατεύθυνση, οπότε μπορούμε να διακρίνουμε πολλαπλές εικόνες της ίδιας πηγής».

Η μελέτη, λένε οι ερευνητές, δίνουν τη λεπτομερέστερη μέχρι σήμερα εικόνα για έκρηξη υπερκαινοφανούς αστέρα στο νεαρό Σύμπαν.

Ήταν η επιθανάτια έκρηξη ενός «ερυθρού υπεργίγαντα», ενός άστρου με μάζα 540 φορές μεγαλύτερη από του Ήλιου. Όταν το άστρο εξάντλησε τα πυρηνικά του καύσιμα, κατέρρευσε κάτω από το ίδιο του το βάρος και εξερράγη, σκορπίζοντας στο Διάστημα τα εξωτερικά του στρώματα.

Η πρώτη εικόνα καταγράφει το φαινόμενο μόλις έξι ώρες μετά την έναρξή του, με την έκρηξη να φτάνει τη θερμοκρασία των 100.000 βαθμών Κελσίου.

Η δεύτερη εικόνα δείχνει την έκρηξη δύο ημέρες αργότερα και η τρίτη περίπου έξι ημέρες μετά τη δεύτερη. Τα υλικά του άστρου διακρίνονται να εξαπλώνονται στο Διάστημα.

«Σπάνια καταγράφονται σουπερνόβα στο αρχικό στάδιο επειδή το στάδιο αυτό διαρκεί πολύ λίγο» επισημαίνει ο Τσεν. «Διαρκεί από λίγες ώρες μέχρι μερικές μέρες και συχνά μένει απαρατήρητη ακόμα και σε κοντινές εκρήξεις».

Η μελέτη βασίστηκε σε αλγόριθμο τεχνητής νοημοσύνης που ανέλυσε αρχειακά δεδομένα του Hubble. Οι παρατηρήσεις χρονολογούνται το 2010, μέχρι σήμερα όμως δεν είχαν εντοπιστεί.

Η ερευνητική ομάδα σκοπεύει τώρα να εφαρμόσει την ίδια μέθοδο για να καταγράψει ακόμα πιο μακρινά δεδομένα.

Όσον αφορά το αποτέλεσμα της έκρηξης πίσω από το γαλαξιακό σμήνος Abell 370, το πιθανότερο είναι ότι το γιγάντιο άστρο που εξερράγη μετατράπηκε σε λευκό νάνο, υπερβολικά αμυδρό για να είναι ορατός από τη Γη.