Bilim adamları, galaksi çekirdekleri, karanlık madde ve evren genişleme mekaniği hakkında benzersiz içgörüler sağlayan yerçekimsel olarak merceklenmiş nadir bir süpernova olan “SN Zwicky”yi keşfettiler. Bu keşif, Einstein’ın görelilik teorisine göre gök cisimlerini büyüten bir fenomen olan yerçekimsel merceklemeyi kullanır.
Araştırmacılar, galaksilerin etrafındaki uzayı büken ve gök cisimlerini görsel olarak büyüten doğal bir fenomen olan kütleçekimsel mercekleme sayesinde evrenin nasıl genişlediğine dair içgörü kazanıyor.
Einstein’ın genel görelilik kuramına göre, zaman ve uzay, uzay-zaman olarak bilinen bir miktarda kaynaşmıştır. Teori, bir galaksi veya galaksi kümeleri gibi büyük nesnelerin uzay-zamanın bükülmesine neden olabileceğini öne sürüyor. Kütleçekimsel mercekleme, Einstein’ın teorisinin iş başındaki nadir ama gözlemlenebilir bir örneğidir; Büyük bir gök cisminin kütlesi, tıpkı bir büyüteç merceği gibi uzay-zamanda seyahat ederken ışığı önemli ölçüde bükebilir. Daha uzak bir ışık kaynağından gelen ışık bu merceğin yanından geçtiğinde, bilim adamları ortaya çıkan görsel bozulmaları, normalde görülemeyecek kadar uzakta ve çok sönük olacak nesneleri görüntülemek için kullanabilirler.
Aralarında Maryland Üniversitesi’nden gökbilimci Igor Andreoni’nin de bulunduğu uluslararası bir bilim insanı ekibi, yakın zamanda, “SN Zwicky” adını verdiği, yerçekimsel olarak merceklenen son derece nadir bir süpernova keşfetti. 4 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunan süpernova, mercek görevi gören ön plandaki bir gökada tarafından yaklaşık 25 kat büyütüldü. Keşif, gökbilimcilere galaksilerin iç çekirdekleri, karanlık madde ve evren genişlemesinin ardındaki mekanikler hakkında daha fazla bilgi edinmeleri için eşsiz bir fırsat sunuyor. Araştırmacılar, kapsamlı bir analiz, spektroskopik veriler ve SN Zwicky’nin görüntülenmesi de dahil olmak üzere bulgularını dergide yayınladılar. Doğa Astronomisi 12 Haziran 2023’te.
Süpernova Zwicky’ye yakınlaştırma: Palomar ZTF kamerasının her biri onbinlerce yıldız ve galaksi içeren 64 “çeyrek”ten biri olan küçük bir bölümünden başlayarak, yakınlaştırma bizi daha büyük yıldızla yapılan ayrıntılı keşiflere götürür. ve sırasıyla Şili ve Hawaii’de daha keskin VLT ve Keck teleskopları. En iyi çözülmüş Keck görüntülerinde, süpernova Zwicky’nin neredeyse aynı dört “kopyası” görülebilir. Birden fazla görüntü, yine merkezde ve süpernova patlaması bölgesi ile Dünya’nın yaklaşık olarak ortasında görülen, ön plandaki bir gökadanın neden olduğu uzay bükülmesi nedeniyle ortaya çıkıyor. Kredi bilgileri: J. Johansson
Gazetenin başyazarı ve aynı zamanda direktörü olan Ariel Goobar, “SN Zwicky’nin keşfi yalnızca modern astronomik aletlerin olağanüstü yeteneklerini sergilemekle kalmıyor, aynı zamanda evrenimizi şekillendiren temel güçleri anlama arayışımızda ileriye doğru atılmış önemli bir adımı temsil ediyor” dedi. Stockholm Üniversitesi’ndeki Oskar Klein Merkezi.
Başlangıçta Zwicky Geçici Tesisinde (ZTF) tespit edilen SN Zwicky, alışılmadık parlaklığı nedeniyle hızla ilgi konusu nesne olarak işaretlendi. Daha sonra, WM Keck Gözlemevi, Çok Büyük Teleskoplar ve NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu üzerindeki uyarlanabilir optik aletleri kullanan ekip, SN Zwicky’nin gökyüzündeki farklı konumlardan çekilmiş dört görüntüsünü gözlemledi ve süpernovanın olağanüstü parlaklığının arkasında kütleçekimsel merceklenmenin olduğunu doğruladı.
SN Zwicky. Kredi bilgileri: Joel Johansson, Stockholm Üniversitesi
UMD’nin Astronomi Bölümü’nde doktora sonrası ortak olan Andreoni’ye göre ve[{” attribute=””>NASA’s Goddard Space Flight Center, supernovae like SN Zwicky play a crucial role in helping scientists measure cosmic distances.
“SN Zwicky not only is magnified by the gravitational lense, but it also belongs to a class of supernovae that we call ‘standard candles’ because we can use their well-known luminosities to determine distance in space,” Andreoni explained. “When a source of light is farther away, the light is dimmer—just like seeing candles in a dark room. We can compare two light sources in this way and gain an independent measure of distance without having to actually study the galaxy itself.”
In addition to being useful as a metric for cosmic distance, SN Zwicky also opens new avenues of research for scientists exploring the properties of galaxies, including dark matter (which is matter that does not absorb, reflect or emit light but make up the majority of matter in the universe). Researchers also believe that lensed supernovae like SN Zwicky could prove to be very promising tools for examining dark energy (a mysterious force counteracting gravity and drives the accelerated expansion of the universe) and refining current models describing the universe’s expansion, including the calculation of the Hubble constant—a value that describes how fast the universe is expanding.
For Andreoni, who is preparing for the opening of the Vera Rubin Observatory in Chile, the team’s success in identifying and analyzing SN Zwicky is only the beginning. Now still in its construction phase, the new observatory is expected to begin full operations in 2024 and build upon the team’s findings as it takes multiple images of the entire visible sky to search for other supernovae and asteroids. Andreoni believes that the “big picture” tactic used to find SN Zwicky will continue to help scientists gather large volumes of data about celestial events in the sky.
“This discovery paves the way to find more of such rare lensed supernovae in future big surveys that will help us study transient astronomical events like supernovae and gamma ray bursts,” Andreoni said. “We look forward to more unexpected discoveries using broad, untargeted optical surveys of the sky like the one that helped us identify SN Zwicky. With this approach, we’ll be able to probe the transient sky with an unprecedented depth.”
To learn more about how gravitational lensing works, please view the short animation below:
Galaksiler veya galaksi kümeleri gibi büyük kütleli nesneler, arka plan nesnelerinin birden fazla görüntüsünü oluşturabilecek şekilde etraflarındaki uzay-zamanı büker. Bu etkiye güçlü kütleçekimsel mercekleme denir. Kredi bilgileri: ESA/Hubble, NASA
“Büyütülmüş standart mum SN Zwicky ile kütleçekimsel mercek galaksilerinin popülasyonunu ortaya çıkarmak” başlıklı makale 12 Haziran 2023’te yayınlandı. Doğa Astronomisi.
Referans: Ariel Goobar, Joel Johansson, Steve Schulze, Nikki Arendse, Ana Sagués Carracedo, Suhail Dhawan, Edvard Mörtsell, Christoffer Fremling, Lin Yan, Daniel Perley, Jesper Sollerman, Rémy Joseph, K-Ryan Hinds, William Meynardie, Igor Andreoni, Eric Bellm, Josh Bloom, Thomas E. Collett, Andrew Drake, Matthew Graham, Mansi Kasliwal, Shri R. Kulkarni, Cameron Lemon, Adam A. Miller, James D. Neill, Jakob Nordin, Justin Pierel, Johan Richard, Reed Riddle, Mickael Rigault, Ben Rusholme, Yashvi Sharma, Robert Stein, Gabrielle Stewart, Alice Townsend, Yozsef Vinko, J. Craig Wheeler ve Avery Wold, 12 Haziran 2023, Doğa Astronomisi.
DOI: 10.1038/s41550-023-01981-3
Araştırma, Ulusal Bilim Vakfı (Grant No. AST-2034437 ve 1106171), Knut ve Alice Wallenberg Vakfı (Dnr KAW 2018.0067 kapsamında ve “Dinamik Evreni Anlamak” araştırma projesi hibesi), İsveç Araştırma Konseyi (Proje No.) tarafından desteklenmiştir. 2016-06012 ve Sözleşme No. 2020-03444 ve 2020-03384), Avrupa Araştırma Konseyi (Grant No. 759194-USNAC), Avrupa Güney Yarımküre Astronomik Araştırma Örgütü ve Birleşik Krallık Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konsey. Bu hikaye mutlaka bu kuruluşların görüşlerini yansıtmamaktadır.