12月 4, 2022

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1 つのハッブル超新星の画像が 3 つの異なる時間に撮影されました

1 つのハッブル超新星の画像が 3 つの異なる時間に撮影されました

ズーム / 左側はハッブル画像全体。 右側は、重力レンズのある物体のさまざまな画像。

NASA、ESA、STScI、ウェンリー・チェン、パトリック・ケリー

過去数十年にわたって、私たちは超新星が発生する際の観察においてはるかに優れたものになりました。 周回望遠鏡は、放出された高エネルギーの光子を捕捉し、その発生源を知ることができるようになり、他の望遠鏡が迅速に観測できるようになりました。 一部の自動走査望遠鏡は、空の同じ部分を毎晩撮影しており、画像分析プログラムが新しい光源を特定できるようになっています。

NASA、ESA、STScI、ウェンリー・チェン、パトリック・ケリー

しかし、運が影響することもあります。 これは、2010 年のハッブル画像の場合であり、この画像はたまたま超新星を捉えています。 しかし、重力レンズ効果により、単一のイベントはハッブルの視野内の 3 つの異なる場所に現れました。 このレンズの仕組みの癖のおかげで、3 つの場所すべてが異なる方法でキャプチャされました 星が爆発した後、研究者は超新星後の時間経過をまとめることができましたが、それは10年以上前に観測されました.

3部でお願いします

新しい作品は、ハッブルのアーカイブから、つかの間の出来事をたまたま捉えた古い画像を探すことに基づいている。 この場合、研究者は重力によって変更されたイベントを特に探していました。 これは、巨大な正面の物体がレンズ効果を生み出すような方法で空間をゆがめ、地球の視点からレンズの背後にある光の経路を曲げるときに発生します。

重力レンズは私たちが作ったものほど正確にフィットしないので、背景の物体に奇妙な歪みを生じさせたり、多くの場合、複数の場所でそれらを拡大したりします. ハッブルの視野内に一時的なイベントの 3 つの異なる画像があるため、これがここで起こったことのようです。 その領域の他の画像は、その場所が銀河と一致していることを示しています。 その銀河からの光の分析は赤方偏移を示しており、これは 110 億年以上前の銀河を見ていることを示しています。

相対的な明るさ、突然の出現、および銀河内の位置を考えると、このイベントは超新星である可能性があります。 この距離では、超新星で生成された高エネルギー光子の多くがスペクトルの可視領域に赤方偏移し、ハッブルがそれらを画像化できるようになりました。

背景の超新星についてさらに理解を深めるために、チームはレンズの仕組みを解明しました。 それはアベル 370 と呼ばれる銀河団によって作成され、このクラスターの質量を割り当てることで、それを作成したレンズの特性を推定することができました。 結果として得られたレンズ モデルは、銀河の 4 つの画像が既に存在することを示していましたが、1 つの画像が見えるほど十分に拡大されていませんでした。 目に見えた 3 つは、4、6、8 倍に拡大されていました。

しかしモデルはさらに、レンズが光の到着のタイミングにも影響を与えることを示しました。 重力レンズは、光源と観測者の間でさまざまな長さの経路を光に強制します。 光は一定の速度で移動するため、長さが異なるということは、光が到達するまでの時間が異なることを意味します。 私たちが慣れ親しんでいる条件下では、これは目に見えないほど小さな違いです。 しかし、宇宙規模では、それは大きな違いをもたらします。

ここでも、レンズ モデルを使用して、研究者は潜在的な遅延を推定しました。 古い画像と比較して、1 番目と 2 番目の画像は 2.4 日、3 番目の画像は 7.7 日遅れており、すべての見積もりで約 1 日の不確実性がありました。 言い換えれば、この地域の 1 枚の画像から、本質的に数日間のタイム トラックが生成されました。

何だって

ハッブルのデータを、私たちが現代の宇宙で撮影したさまざまなクラスの超新星と照らし合わせると、それらは赤色または青色の巨星の爆発によって引き起こされた可能性が高い. イベントの詳細な特徴は、爆発時の太陽の約 500 倍の大きさであった赤色巨星に最も適していました。

さまざまな波長での光の強度は、爆発の温度を示します。 最初の画像は、それが約 100,000 K であったことを示しており、爆発からわずか 6 時間後にそれを見ていたことを示しています。 最新のレンズ画像は、2 つの異なる画像の間の 8 日間で破片がすでに 10,000 K まで冷却されていることを示しています。

大質量星の爆発に至るプロセスを理解したい場合、より詳細に研究できる、より最近のより近い超新星があることは明らかです。 遠い過去にそのような超新星をもっと見つけることができれば、宇宙の歴史の中で以前に存在した星の数について推測することができます. しかし、今のところ、見つかったのはこれで 2 回目です。 彼らが説明する論文の著者は、いくつかの結論を導き出す努力をしていますが、それらの結論には高度の不確実性が伴うことは明らかです。

したがって、多くの点で、これは私たちが宇宙を理解する上で大きな進歩を遂げるのに役立ちません. しかし、宇宙の振る舞いを支配する力の奇妙な結果の例として、それは印象的です.

気性の性質、2022年土井: 10.1038 / s41586-022-05252-5 (DOIについて)。

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