06.03.2015 | Наука

Четырехкратный образ сверхновой позволит измерить скорость расширения Вселенной

Порой массивные небесные тела, искривляющие пространство-время и, соответственно, траекторию движения света, выстраиваются в редкую конфигурацию относительно земных наблюдателей.

Такие события позволяют астрономам произвести расчёты, обычно недоступные в любое другое время.

Так команда авторов нового исследования составила калейдоскопическое изображение из снимков взрыва далёкой сверхновой, свет которого искривлялся гравитационной линзой. Эта работа позволит обеспечить новый способ измерения скорости расширения Вселенной.

В ноябре 2014 года ведущий автор работы Патрик Келли (Patrick Kelly), астроном из университета Калифорнии в Беркли, изучал снимки телескопа "Хаббл" на предмет присутствия на них взрывов сверхновых. Тогда учёный обнаружил нечто странное: на одном кадре были запечатлены сразу четыре отдельных изображения взрыва одной и той же сверхновой.

Изображение представляет собой симметричное расположение, известное науке как крест Эйнштейна. Такое явление стало возможным запечатлеть благодаря редкому выравниванию различных объектов сверхновой, которое наблюдается от точки, удалённой на 9 миллиардов световых лет от Земли, и до линз телескопа "Хаббл".

Астрономы говорят, что на пути между далёкой сверхновой и наблюдателями — то есть, Землёй с её телескопами — лежит массивный объект, галактика, удалённая от нас на 5 миллиардов световых лет. Этот объект, искривляющий пространство-время выступил в роли гравитационной линзы. А световые лучи, огибающие далёкую галактику на пути к Земле, создали четыре различных изображения одного и того же взрыва сверхновой.

По свету, распространяющемуся различными путями по просторам Вселенной, астрономы измеряют скорость расширения пространства-времени, которая, как известно, непостоянна и растёт с ускорением. Темп роста Вселенной, определяемый постоянной Хаббла, представляет собой меру возраста и размера Вселенной.

На сегодняшний день астрофизики использовали массу способов для измерения постоянной Хаббла, но каждый новый расчёт давал новый результат, и разницу довольно трудно списывать на погрешность.

Теперь же на руках у учёных есть уникальный пример: лучи света от одного и того же объекта — сверхновой — прошли свои пути за разные временные отрезки. Измерение задержек света на пути к линзам Хаббла позволит определить фактическое расстояние, пройденное светом по каждому пути, рассказывается в статье журнала Science.

Прежде астрономы пользовались аналогичной методикой, только вместо сверхновых использовали другие мерцающие объекты — квазары. В отличие от последних, сверхновые имеют более стабильную и предсказуемую схему мерцания, и потому лучше подходят для точных измерений скорости расширения Вселенной.

Для того, чтобы получить достаточно данных для измерения скорости расширения пространства-времени, астрономам придётся ещё понаблюдать за сверхновыми при помощи "Хаббла". Впрочем, пока неизвестно, хватит ли для расчётов тех наблюдений, которые предоставит телескоп до окончания своей работы. Если же нет, то его дело продолжит более совершенный преемник.

По публикациям UkrNet