Сверхновая звезда "Реквием" появится в небе в четвертый раз в 2037 году

Явление гравитационного линзирования, вызванное большой концентрацией материи в космосе, искажает пространственное время и отклоняет свет, умножая изображения одного и того же космического события. Исследователи предсказали, что в 2037 году сверхновая "Реквием", взорвавшаяся 10 миллиардов лет назад, снова появится на небе в четвертый раз.

Делать прогнозы всегда непросто, особенно когда они касаются загадочного космоса, который мы только постепенно учимся понимать. Тем не менее некоторые из них могут быть сделаны, например, феномен затмений или возвращение некоторых комет. Теперь группе исследователей под руководством Стива Родни из Университета Южной Каролины удалось предсказать событие, которое произойдет в глубоком межгалактическом пространстве. Это взрыв звезды, получившей название Сверхновая Реквием, которая появится в четвертый раз примерно в 2037 году.

Возвращение сверхновой порождено явлением гравитационного линзирования. Она не будет видна невооруженным глазом, но некоторые телескопы будущего должны быть способны ее обнаружить.

"Возвращение" этой сверхновой будет возможно благодаря гигантскому скоплению галактик MACS J0138.0-2155, которое находится перед взорвавшейся звездой на расстоянии 10 миллиардов лет от Земли. Гравитация скопления, находящегося на расстоянии 4 миллиардов световых лет, искривляет пространство-время и отклоняет свет от сверхновой, создавая множество копий. Это явление известно как гравитационное линзирование.

Это открытие является третьим примером сверхновой с множеством изображений, для которой можно измерить задержку времени прибытия. На следующем видео показан путь света в 2016 и 2037 годах.

Четвертое появление одного и того же космического события

Сверхновая Реквием в 2037 году станет четвертым появлением одной и той же сверхновой. Предыдущие три изображения этого звездного взрыва присутствуют в архивных данных космического телескопа НАСА "Хаббл" и были обнаружены в 2019 году Гейбом Браммером из Института Нильса Бора в Копенгагене. Они выглядят как крошечные точки света, запечатленные на одном снимке Хаббла, но на самом деле представляют собой тот же свет, который был получен во время сверхновой. Они различаются по яркости и цвету, поскольку относятся к трем разным последовательным фазам взрыва, который со временем, остывая, исчезает в межзвездной среде.

Предсказание исследовательской группы о возвращении сверхновой "Реквием" основано на компьютерных моделях кластера MACS J0138.0-2155. Эти модели описывают различные пути, по которым свет сверхновых, отклоняемый гравитацией кластера, проходит через темную материю скопления галактик. Каждый путь соответствует изображению, которое придет на Землю в разное время, т.е. с определенной задержкой, из-за разной длины пути, пройденного светом сверхновой.

Что мы увидим в 2037 году?

Ученые сравнили симуляции различных путей, пройденных светом от взрывного события 10 миллиардов лет назад. Они предполагают, что появление четвертой сверхновой, которое произойдет в 2037 году, будет более поздним по сравнению с предыдущими, поскольку ее свет распространяется в направлении центра скопления, где количество темной материи плотнее. Таким образом, время в пути будет казаться больше, потому что излучение будет изгибаться огромной массой MACS J0138.0-2155.

"Он прибывает последним, потому что он похож на поезд, который должен спуститься в долину и снова подняться", — объясняет Родни на примере. "Это самый медленный способ передвижения света".

Наблюдение четвертой копии взрыва позволит астрономам измерить временные задержки между четырьмя изображениями сверхновой, получить сведения о ее окружении и кластере MACS J0138.0-2155. Это может внести большой вклад в карты темной материи в скоплениях галактик. Он также будет полезен для измерения постоянной Хаббла, которая определяет скорость расширения Вселенной.

Родни объясняет:

Такие длительные задержки особенно ценны, потому что можно получить хорошее, точное измерение этой задержки, если ждать годы, в данном случае более десяти лет, до получения окончательного изображения. Это совершенно независимый путь к вычислению скорости расширения Вселенной. В будущем для повышения точности будет использована более крупная выборка.

Соавтор исследования Йохан Ришар из Лионского университета во Франции составил карту количества темной материи в кластере MACS J0138.0-2155, выведенную на основе эффекта гравитационного линзирования.

Компьютерное моделирование гало из темной материи.

Обнаружение размножившейся сверхновой звезды в будущем не будет такой редкостью

Обнаружение изображений сверхновых с помощью гравитационного линзирования будет становиться все более распространенным в ближайшие 20 лет. Телескопы будущего, такие как космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба, могут обнаружить свет сверхновой "Реквием" в другое время во время взрыва. Ожидается, что она вновь появится в 2042 году, но будет настолько слабой, что, по мнению исследовательской группы, ее не будет видно.

Кроме того, с помощью будущего космического телескопа НАСА "Нэнси Грейс" и обсерватории "Вера К. Рубин" можно будет наблюдать большие области сверхновой Реквиема. Обсерватория Рубина, можно будет наблюдать большие участки неба, чтобы обнаружить десятки других сверхновых, умноженных гравитационным линзированием.