Lực hấp dẫn của một thiên hà ở xa đã làm cong không gian và phóng đại ánh sáng của một siêu tân tinh ở xa, có khả năng tiết lộ những chi tiết thú vị về các vụ nổ sao, cũng như quần thể thiên hà chưa từng thấy và sự giãn nở của vũ trụ.
Thiên hà dường như rất mờ đối với chúng ta và không đặc biệt lớn, nhưng khối lượng của nó – sự kết hợp của các ngôi sao, chất khí và vầng hào quang vô hình của nó. vật chất tối – bẻ cong không gian thành một thấu kính hấp dẫn, một loại kính lúp vũ trụ. Khi ánh sáng từ siêu tân tinh đi qua thiên hà, thấu kính đã phóng đại ánh sáng lên gấp 25 lần và chia siêu tân tinh thành bốn hình ảnh khi ánh sáng đi theo bốn đường khác nhau theo đường viền của không gian bị biến dạng.
Phát hiện này được gọi là “đặc biệt hiếm” và một số nhà khoa học tham gia đã rất ngạc nhiên về điều đó. Đó là bởi vì chỉ một số ít siêu tân tinh được thấu kính hấp dẫn từng được phát hiện. Christoffer Fremling của Caltech cho biết: “Tôi đang quan sát đêm đó và hoàn toàn choáng váng khi nhìn thấy hình ảnh qua ống kính của SN Zwicky. tuyên bố.
Có liên quan: Kính lúp vũ trụ: Thấu kính hấp dẫn là gì?
Siêu tân tinh thuộc loại Ia, nghĩa là nó là sự hủy diệt của một sao lùn trắng ngôi sao. Nó bùng nổ hơn bốn tỷ năm ánh sáng và khi ánh sáng của nó di chuyển về phía chúng ta, nó bắt gặp một thiên hà trong tầm nhìn của chúng ta, cách chúng ta 2,5 tỷ năm ánh sáng.
Ánh sáng của siêu tân tinh cuối cùng đã đến Trái đất vào ngày 21 tháng 8 năm 2022, nơi nó được phát hiện lần đầu tiên bởi Cơ sở thoáng qua Zwicky (ZTF) của Caltech tại Đài thiên văn Palomar. Được phân loại là SN 2022qmx, siêu tân tinh này còn được gọi là ‘SN Zwicky’.
Nghiên cứu tiếp theo về SN Zwicky do Ariel Goobar của Đại học Stockholm ở Thụy Điển dẫn đầu. Các quan sát tiếp theo được thực hiện bởi một loạt các kính viễn vọng, bao gồm cả Đài quan sát WM Keckcác Kính thiên văn vũ trụ HubbleKính viễn vọng Rất lớn, Kính thiên văn Sở thích-Eberly, Kính viễn vọng Liverpool và Kính viễn vọng Quang học Bắc Âu.
Thú vị thay, bốn hình ảnh của siêu tân tinh bị biến dạng bởi thấu kính hấp dẫn không phải tất cả đều có độ sáng như nhau. Hai trong số các hình ảnh, được chỉ định là A và C, sáng hơn mong đợi lần lượt hơn bốn và hai lần. Nhóm của Goobar gợi ý rằng điều này có thể được gây ra bởi các sự kiện ‘vi thấu kính’ nhỏ hơn trong thiên hà thấu kính làm phóng đại thêm ánh sáng của siêu tân tinh.
Thấu kính vi mô là những thấu kính hấp dẫn nhỏ hơn được tạo ra bởi các ngôi sao riêng lẻ hoặc thậm chí là các hành tinh, và trong trường hợp của SN Zwicky, các hiệu ứng thấu kính vi mô bổ sung có thể tiết lộ manh mối về sự phân bố khối lượng của các ngôi sao trong lõi của thiên hà thấu kính. Các nhà thiên văn nghi ngờ rằng các điều kiện ở trung tâm của các thiên hà cho phép hình thành một số lượng lớn sao khối lượng lớn hơn bình thường, và những ngôi sao khối lượng lớn này sẽ là ứng cử viên khả dĩ nhất cho vi thấu kính.
Siêu tân tinh được thấu kính cũng sẽ cung cấp một điểm dữ liệu mới và quan trọng trong nỗ lực lập biểu đồ sự giãn nở của vũ trụ thông qua các phép đo độ sáng và độ sáng của nó.
Điều này là do siêu tân tinh loại Ia phát nổ với độ sáng tiêu chuẩn. Chúng ta có thể so sánh độ sáng nội tại của chúng với độ sáng mà chúng thực sự xuất hiện trong kính viễn vọng của chúng ta, và từ đó các nhà thiên văn học có thể tìm ra chúng phải ở bao xa. Từ đó, họ có thể ước tính tốc độ vũ trụ đang giãn nở và mang siêu tân tinh ra khỏi chúng ta. Các thấu kính hấp dẫn mở rộng ‘thang khoảng cách’ vũ trụ này bằng cách cho phép chúng ta phát hiện các siêu tân tinh từ khoảng cách xa hơn, và do đó kiểm tra cường độ của năng lượng tối — lực khiến vũ trụ giãn nở tăng tốc — trong các kỷ nguyên khác nhau trong lịch sử vũ trụ.
“SN Zwicky không chỉ được phóng đại bởi thấu kính hấp dẫn, mà nó còn thuộc loại siêu tân tinh mà chúng tôi gọi là ‘ngọn nến tiêu chuẩn’ vì chúng tôi có thể sử dụng độ sáng đã biết của chúng để xác định khoảng cách trong không gian,” Igor Andreoni của Đại học cho biết của Maryland, trong một tuyên bố.
Trong một số trường hợp siêu tân tinh được thấu kính, cũng có thể sử dụng độ trễ thời gian giữa các lần xuất hiện của nhiều hình ảnh để tính toán Hằng số Hubble, là một giá trị cho tốc độ giãn nở của vũ trụ. Gần đây, một siêu tân tinh thấu kính khác được phát hiện vào năm 2014 được gọi là SN giới thiệu cũng hiển thị bốn hình ảnh, nhưng một hình ảnh thấu kính thứ năm bổ sung xuất hiện một năm sau khi đi một quãng đường dài hơn qua không gian bị biến dạng. Bằng cách đo xem vũ trụ đang giãn nở đã dịch chuyển ánh sáng của nó bao nhiêu trong khoảng thời gian trễ của năm đó, các nhà thiên văn học có thể tính toán Hằng số Hubble nằm trong khoảng từ 64,8 đến 66,6 km/giây. megaparsec Không gian. Giá trị này làm sâu sắc thêm bí ẩn của cái gọi là Lực căng Hubble, theo đó các phương pháp đo Hằng số Hubble khác nhau cung cấp các giá trị khác nhau đáng chú ý. Cho đến nay, không ai biết tại sao điều này.
Than ôi, SN Zwicky sẽ không thể giúp giải quyết Căng thẳng Hubble vì thời gian trễ giữa bốn hình ảnh của nó — chưa đến vài ngày — quá ngắn để thực hiện phép đo Hằng số Hubble.
Tuy nhiên, một khía cạnh thú vị khác của tất cả những điều này là bản thân thiên hà thấu kính, nó khá mờ nhạt và không có khối lượng đặc biệt – nó sẽ không được chú ý chút nào nếu siêu tân tinh không quá sáng. Sự tồn tại của nó gợi ý rằng nó có thể đại diện cho một quần thể thiên hà khiêm tốn, mờ nhạt khác cách chúng ta hàng tỷ năm ánh sáng mà các cuộc khảo sát bầu trời của chúng ta vẫn chưa thực sự phát hiện ra.
Tuy nhiên, điều đó có thể sắp thay đổi, cũng như sự khan hiếm siêu tân tinh thấu kính. Vài năm tới sẽ chứng kiến sự khởi đầu của công việc bởi Đài thiên văn Vera C. Rubin trong nước chi Lê. Là nơi đặt kính viễn vọng khảo sát với gương lớn 8,4 mét, Đài quan sát Rubin được giao nhiệm vụ quét toàn bộ bầu trời ở độ phân giải cao nhiều lần mỗi đêm, tìm kiếm bất kỳ thứ gì va chạm trong bóng tối, bao gồm cả các siêu tân tinh được thấu kính và các thiên hà thấu kính mờ của chúng .
“Sự khám phá [of SN Zwicky] mở đường cho việc tìm kiếm các siêu tân tinh thấu kính hiếm hơn trong các cuộc khảo sát lớn trong tương lai sẽ giúp chúng ta nghiên cứu các sự kiện thiên văn nhất thời như siêu tân tinh và vụ nổ tia gamma,” Andreoni nói.
Nghiên cứu của SN Zwicky được công bố vào ngày 12 tháng 6 năm Thiên văn học.
Nguồn: Space
Xem thêm nội dung mới và bổ ích tại:
– Kiến thức gia đình
– Tri thức đời sống
– Cẩm nang sức khỏe
– Kênh youtube Kiến thức gia đình