دریچه‌ای جدید به سوی کیهان/ یک ابرنواختر خمیده فوق‌العاده نادر کشف شد

به گزارش خبرنگار گروه ارتباطات و فناوری اطلاعات خبرگزاری علم و فناوری آنا، ذره بین کیهانی «ابرنواختر خمیده فوق العاده نادر را با لنز گرانشی» نشان می‌دهد. این کشف نقطه عطفی برای ابرنواخترهای با لنز گرانشی است که می‌تواند به ما در درک بهتر انبساط جهان کمک کند.ابرنواختر نامی است که به انفجار عظیم یک ستاره غول پیکر در پایان عمر آن گفته می‌شود.

گرانش یک کهکشان، نور یک ابرنواختر دوردست را بزرگنمایی کرده است که می‌تواند بواسطه آن جزئیات شگفت انگیزی در مورد انفجارهای ستاره‌ای و همچنین جمعیتی از کهکشان‌های نامرئی و انبساط کیهان را نشان دهد.

این کهکشان برای ما بسیار کم‌نور و نه چندان بزرگ به نظر می‌رسد، اما جرم آن، ترکیبی از ستاره‌ها، گاز و هاله نامرئی ماده تاریک، فضا را به یک عدسی گرانشی، نوعی ذره بین کیهانی تبدیل می‌کند. هنگامی که نور حاصل از ابرنواختر از کهکشان عبور می‌کرد، لنز نور را تا ۲۵ برابر بزرگنمایی و ابرنواختر را به چهار تصویر تقسیم کرد.

**ابرنواختری نادر که حاصل نابودی یک ستاره کوتوله سفید است

این کشف «فوق العاده نادر» نامیده می‌شود و برخی از دانشمندان دخیل در آن از آن شگفت زده شدند. به این دلیل که تنها تعداد انگشت شماری ابرنواختر با لنز گرانشی تا به حال کشف شده‌اند.

کریستوف فرلینگ از دانشمندان حاضر در این پژوهش در بیانیه‌ای گفت: آن شب در حال مشاهده بودم و وقتی تصویر عدسی شده ابر نواختر «اس‌ان ویکی»(SN Zwicky) را دیدم کاملا حیرت زده شدم.

این ابرنواختر از نوع «ای‌آی» (Ia)، یعنی حاصل نابودی یک ستاره کوتوله سفید بود. این ستاره در فاصله چهار میلیارد سال نوری منفجر شده و هنگامی که نور آن به سمت ما حرکت کرد، با کهکشانی در خط دید ما در فاصله ۲.۵ میلیارد سال نوری مواجه شد.

نور این ابرنواخترها سرانجام در ابتدای شهریور سال گذشته به زمین رسید، جایی که برای اولین بار توسط تاسیسات گذرای کلتک (ZTF) در رصدخانه پالومار دانشگاه کالیفرنیا مشاهده شد. این ابرنواختر  با عنوان «اس‌ان ویکی» (SN Zwicky) نیز شناخته می‌‌شود.

مطالعه بعدی این ابرنواختر توسط آریل گوبار از دانشگاه استکهلم در سوئد انجام شد. مشاهدات پی‌گیری توسط مجموعه‌ای از تلسکوپ‌ها از جمله دبلیو. ام. رصدخانه کک، تلسکوپ فضایی هابل، تلسکوپ بسیار بزرگ، تلسکوپ هابل - ابرلی، تلسکوپ لیورپول و تلسکوپ نوری نوردیک صورت گرفت.

نکته جالب این است که چهار تصویر ابرنواختر تابیده شده توسط لنز گرانشی، همگی از نظر روشنایی یکسان نبودند. و دو نقطه بیش از چهار و دو بار روشن‌تر از حد انتظار بودند. به گفته تیم گوبار، این موضوع  می‌تواند ناشی از رویداده‌ای کوچک‌تر "میکرولنزینگ" در کهکشان عدسی باشد که نور ابرنواخترها را بزرگتر می‌کند.

میکرولنزها، لنزهای گرانشی کوچکتری هستند که توسط ستاره‌ها یا حتی سیارات منفرد ایجاد شده اند و در مورد «اس‌ان ویکی» (SN Zwicky) اثرات میکرولنزینگ اضافی می‌تواند سرنخ‌هایی را در مورد توزیع توده‌های ستاره‌ها در هسته کهکشان عدسی نشان دهد. ستاره شناسان بر این باورند که شرایط موجود در مرکز کهکشان‌ها امکان شکل گیری تعداد بیشتری از ستاره‌های عظیم را نسبت به حالت عادی فراهم می‌کند و این ستاره‌های عظیم محتمل‌ترین کاندید برای میکرولنزها خواهند بود.

ابرنواختر عدسی‌دار همچنین یک نقطه داده جدید و مهم را در تلاش برای ترسیم انبساط جهان از طریق اندازه گیری روشنایی و درخشندگی آن فراهم خواهد کرد.

این موضوع به این دلیل است که ابرنواخترهای نوع (Ia) با روشنایی استاندارد منفجر می‌شوند. ما می‌توانیم درخشندگی ذاتی آنها را با میزان روشنایی واقعی آن‌ها در تلسکوپ‌هایمان مقایسه کنیم و از این طریق ستاره‌شناسان می‌توانند بفهمند که ابرنواخترها چقدر باید دور باشند. 

** تخمین سرعت انبساط جهان با این کشف بزرگ

ستاره‌شناسان از این طریق می‌توانند تخمین بزنند که جهان با چه سرعتی در حال انبساط است و ابرنواختر را از ما دور می‌کند. عدسی‌های گرانشی این "نردبان فاصله" کیهانی را گسترش و به ما اجازه می‌دهند تا ابرنواخترها را از دورتر شناسایی کنیم و در نتیجه قدرت انرژی تاریک، نیرویی که باعث شتاب گرفتن انبساط کیهانی می‌شود، را در دوره‌های مختلف تاریخ جهان آزمایش کنیم.

ایگور آندرونی از دانشگاه مریلند در بیانیه‌ای گفت: "ابرنواختر«اس‌ان ویکی» (SN Zwicky) نه تنها توسط لنز گرانشی بزرگنمایی می‌شود، بلکه به دسته‌ای از ابرنواخترها تعلق دارد که ما آنها را" شمع‌های استاندارد " می‌نامیم، زیرا می‌توانیم از درخشندگی‌های شناخته شده آنها برای تعیین فاصله در فضا استفاده کنیم".

در برخی از موارد  می‌توان از ابرنواخترهای عدسی‌دار برای محاسبه ثابت تاخیر زمانی بین ظهور تصاویر متعدد هابل استفاده کرد که مقداری از آن برای نرخ انبساط جهان است. اخیرا یک ابرنواختر لنزدار دیگری که در سال ۲۰۱۴ کشف شد و با نام «اس‌ان رفسدال» (SN Refsdal) شناخته می‌شود نیز چهار تصویر را به نمایش گذاشت، اما یک سال بعد یک تصویر با لنز پنجم دیگر ظاهر شد که مسیر طولانی‌تری را در فضای خمیده طی کرده بود.

ستاره‌شناسان با اندازه گیری میزان تغییر نور جهان در حال انبساط در ایام سال گذشته، توانستند ثابت هابل را بین ۶۴.۸ تا ۶۶.۶ کیلومتر بر ثانیه در هر مگاپارسک فضا محاسبه کنند. این مقدار معمای به اصطلاح تنش هابل را عمیق‌تر می‌کند که به موجب آن روش‌های مختلف اندازه گیری ثابت هابل مقادیر بسیار متفاوتی را ارائه می‌کنند که تا به امروز هیچ کس دلیل این موضوع را نمی‌داند.

افسوس که ابرنواختر «اس‌ان ویکی» (SN Zwicky) نمی‌تواند به حل تنش هابل کمک کند زیرا تاخیر زمانی بین چهار تصویر آن برای اندازه گیری ثابت هابل بسیار کوتاه بود.

اما نکته جالب دیگری که در این میان وجود دارد، خود کهکشان عدسی است که نسبتا کم‌نور و نه چندان بزرگ است و اگر ابرنواختر تا این حد روشن نبود، به هیچ وجه مورد توجه قرار نمی‌گرفت. وجود آن نشان می‌دهد که می‌تواند نشان دهنده جمعیت دیگری از کهکشان‌های کم‌نور و متوسط در میلیاردها سال نوری باشد که بررسی‌های صورت گرفته هنوز موفق به تشخیص آنها نشده‌اند.

**کشف بزرگی که راه را برای مطالعه ابرنواخترها هموار کرد

با این حال، این موضوع ممکن است مانند کمیابی ابرنواخترهای عدسی دار در شرف تغییر باشد. تا چند سال آینده شاهد آغاز رصدخانه "ورا روبین" در شیلی خواهیم بود. رصدخانه روبین که میزبان یک تلسکوپ نقشه برداری با آینه بزرگ ۸.۴ متری است، وظیفه دارد هر شب چندین بار کل آسمان را با وضوح بالا اسکن کند و به دنبال هر چیزی که در تاریکی تکان می‌خورد، از جمله ابرنواخترهای عدسی‌دار و کهکشان‌های کم نور آن‌ها بگردد.

آندرونی از دانشگاه مریلند گفت: "کشف (SN Zwicky) راه را برای یافتن ابرنواختر با لنز کمیاب‌تر در بررسی‌های بزرگ آینده هموار می‌کند که به ما در مطالعه رویدادهای نجومی گذرا مانند ابرنواخترها و انفجارهای پرتو گاما کمک خواهد کرد".

مطالعه ابرنواختر "SN Zwicky" در تاریخ ۱۲ ژوئن (۲۱ خرداد) در مجله علمی نیچر نجوم منتشر شد.