Vícenásobná projekce supernovy SN Refsdal byla vyvolána gravitačním působením mezilehlého galaktického klastru MACS J1149.6+2223 vzdáleného přibližně 5 miliard světelných let od nás. Díky této galaktické kupě se podařilo už v roce 2012 objevit za pomoci teleskopů Hubble a Spitzer vzdálenou galaxii z dob asi 500 milionů let po velkém třesku, tedy v době 3,6 % stáří současného vesmíru. Gravitační čočkování zesílilo obraz vzdálené galaxie patnáctkrát.
| Čtyřnásobné zobrazení supernovy SN Refsdal na snímků HST. Na spodním obrázku je mezilehlá galaxie odstraněna Kredit: P.L. Kelly/GLASS/Hubble Frontier Fields Zdroj |
SN Refsdal se poprvé objevila na snímcích v infračerveném oboru Hubbleovy kamery WCF3 v rámci několikaletého programu Frontier/Parallel Fields, o kterém jsme vás podrobně informovali v tomto článku. Data z období mezi 3. a 20. listopadem letošního roku byla dále zpracována v programu GLASS (Grism Lens Amplified Survey from Space), jenž probíhá paralelně s výzkumem HST Frontier Fields.
| Složený snímek v barvách mezilehlé eliptické galaxie a zesílených a tvarově zdeformovaných ramen spirální galaxie, ve které se supernova nachází. S1 - S4 = supernova, červeně obraz části spirálního ramene. Spodní dva snímky zachycují další obraz spirální galaxie díky efektu gravitačního čočkování. Kredit: P.L. Kelly/GLASS/Hubble Frontier Fields Zdroj |
MACS J1149+2223 je rozlehlá kupa galaxií aktivní v rentgenovém oboru s rudým posuvem 0,543 v souhvězdí Lva. Vzdálená spirální galaxie, jež je domovem zobrazené supernovy, je od nás vzdálena 9,4 miliard světelných let. Pozorujeme ji jako tři zrcadlové obrazy a jeden částečný obraz ve tvaru x, jako například u typického „Einsteinova kříže“, jehož zdrojem je vzdálený kvasar vzdálený 8 miliard světelných let, zesílený mezilehlou galaxií ve vzdálenosti 400 milionů let od nás. Aby se supernova takto symetricky zobrazila, musí se nacházet prakticky přesně v ose pozorování, není proto divu, že objev odborníky překvapil. Pravděpodobnost, že budeme sledovat takový úkaz, je velmi malá.
VIDEO: Počítačová simulace gravitačního čočkování
Obří eliptická galaxie, jež je součástí kupy MACS J1149+2223, zesílila (a zkreslila) svou gravitací rovněž rameno spirální galaxie, ve kterém supernova explodovala. Na dalším snímku je čtyřnásobný obraz supernovy označen zeleně, zesílený a deformovaný obraz spirálního ramene červeně. Tým pod vedením Patricka Kellyho se v současnosti snaží pořídit spektroskopická měření, která by jim pomohla určit, jestli jde o typ Ia či typ II.
Supernova typu Ia je závěrečné vývojové stadium těsné dvojhvězdy. Tvoří-li dvojhvězdu bílý trpaslík a obr (veleobr) nebo hvězda hlavní posloupnosti, může docházet k přenosu látky na bílého trpaslíka, který tak zvětšuje svoji hmotnost. Po překročení Chandrasekharovy meze (1,4 MS) se bílý trpaslík zhroutí do neutronové hvězdy, dojde k explozivnímu termonukleárnímu hoření C a O na 56Ni v celém objemu trpaslíka a uvolněná potenciální energie se projeví jako supernova typu Ia. Množství energie je vždy zhruba stejné, takže z relativní pozorované jasnosti lze vypočítat vzdálenost příslušné supernovy.
Supernova typu II je velmi hmotná, hroutící se hvězda po období termonukleární syntézy. Jejím pozůstatkem je neutronová hvězda nebo černá díra, zbytek se rozmetá do okolí. Supernovy typu II mají ve spektru přítomné vodíkové čáry.
Podrobné výzkumy teprve probíhají, vědci si ale slibují nejen hlubší náhled do dob raného vesmíru, ale i lepší pochopení distribuce hmoty v obřích systémech – včetně té temné – a toho, jak následně vykreslují objekty vzdáleného vesmíru.
| Výřez centrální části galaktické kupy MACS J1149. Masivní eliptická galaxie zkresluje světlo vzdálenější galaxie spirální, v jejímž jednom rameni se nachází supernova SN Refsdal. Kredit: NASA/ESA/M. Postman STScI/CLASH team Zdroj |
Zdroje:
http://xxx.tau.ac.il/pdf/1411.6933v1.pdf
http://glass.physics.ucsb.edu/
http://www.universetoday.com/116574/astronomers-discover-first-mulitiple-image-gravitationally-lensed-supernova/
http://frontierfields.org/2014/02/25/meet-the-frontier-fields-macs-j1149-52223/
Diskuze:
