Kolmapäev, 3. november 2021

Supernoova, graviatsioonilääts ja tulevik

Relatiivsusteooriast võib järeldada, et ruum on selles asuva mateeria poolt kõverdatud ning üks ja seesama sündmus võib meie jaoks muutuda nähtavaks erinevatel aegadel (ja kohtades). Sellest huvitavast efektist ei ole vist paremat demonstratsiooni kui gravitatsiooniläätseks nimetatud nähtus, mis antud juhul lubab astronoomidel ennustada juba nähtud ja kustunud supernoova taasilmumist 16 aastat tulevikus...


Ülal on näha Hubble kosmoseteleskoobi fotosid galaktikaparvest tähisega MACS J0138, mis koosneb sadadest väga kaugetest galaktikatest, mis on üksteisega gravitatsiooniliselt seotud. Kolm kollakat ja kaarjat moodustist on tegelikult selle parve taga asuva veelgi kaugema galaktika neli erinevat ja suurendatud kujutist (alumine kaar on tegelikult kaks kujutist, mis on näiliselt ühte sulanud). Põhjus, miks me saame üht galaktikat näha neljas erinevas kohas, on et massiivse galaktikaparve gravitatsioon on piisav, et kõverdada ruumi ja seega seda läbivat valgust otsekui lääts. Sellest ka selle nähtuse teaduslik nimetus - gravitatsioonilääts. Kuna galaktikaparv ei ole täiesti ühtlase massijaotusega, ei ole see lääts nii ideaalne kui läätsed meie teleskoopides, binoklites või silmades, mistõttu ongi selle ja teiste sellesuguste poolt suurendatud kujutised kaugetest galaktikatest tihtipeale moondunud ja ebaühtlaselt jaotunud. Kuid pole meie asi loodusele midagi ette heita.
Esimene foto parvest on tehtud 2016. aastal ning valgete ringide sees on näha kauges galaktikas süttinud supernoovat, mis kannab tänaseks sobilikku hüüdnime SN Requiem (reekviem - laul surnute mälestamiseks). See on üks supernoova, mida me näeme gravitatsiooniläätsest läbi vaadates korraga kolmes kohas. Et supernoovade spektrid ja heleduskõverad on astronoomidele üsna hästi teada, on kindlaks tehtud, et SN Requiem kuulus niinimetatud tüüp Ia supernoovade hulka. See tähendab, et see süttis valgeks kääbuseks kutsutud tähejäänukile kogunenud täheaine (näiteks selle ligidal tiirlevalt kaaslaselt) plahvatamisel ning selle kaugust on heleduse põhjal suhteliselt lihtne mõõta. Näiteks on teada, et see supernoova tekkis kusagil 10 miljardit aastat tagasi ehk ajal kui universum oli vaid paar miljardit aastat vana.
Teisel fotol samast parvest 2019. aastal näeme, et supernoovad on ringide seest kustunud (ei midagi üllatavat, nad hääbuvadki suhteliselt kiiresti). Kuid analüüsides esiplaanil asuva galaktikaparve massi jaotumist, on astronoomidel õnnestunud teha üks esmapilgul uskumatuna kõlav ennustus - aastal 2037 (pluss-miinus kaks aastat) süttib ja hääbub neljandas tühjas ringis sama supernoova. Teisisõnu kulub supernoovalt lähtuval valgusel galaktikaparve sealt poolt läbi loogeldes 21 aastat kauem, et meieni jõuda. Seda illustreerib lihtsustatud kujul ka allolev videoklipp.


Kas ennustus ka täide läheb vajab veidi ootamist ning tõenäoliselt ei saa me sellest enam teada läbi Hubble kaamerate, kuna selleks ajaks on legendaarne teleskoop ilmselt Maa atmosfääris ära põlenud. Loodame, et meil siiski on 16 aasta pärast orbiidil teleskoop, mis nii kaugeid ja nõrku objekte näha suudab. Muuhulgas aitavad taolised ennustused ja nende kontrollimine täpsustada universumi paisumise kiirust ja vanust.
Uurimusega saab tutvuda täismahus siin: https://www.nature.com/articles/s41550-021-01450-9.epdf

Detailsem kaart gravitatsiooniläätse ja selles nähtavate objektide kohta. Tegelikult on tehtud ennustus, et selles peaks nähtavaks muutuma ka viies supernoova kujutis (SN5), kuid see võib juhtuda alles 2042. aastal ning otseselt nägemiseks on see liiga nõrk.


Kommentaare ei ole:

Postita kommentaar