JWST i VENUS Otkrili Dve „Vremenski Iskrivljene“ Supernove — Jedna Se Vraća Za ~60 Godina

Dve izuzetno retke supernove otkrivene zahvaljujući James Webb svemirskom teleskopu (JWST) i treasury programu VENUS otvaraju novu mogućnost za precizno merenje brzine širenja univerzuma. Imena tih objekata su SN Ares i SN Athena — a zbog efekta gravitacionog sočiva njihove svetlosne slike stižu do Zemlje u različito vreme.

Kako nastaje „vremensko iskrivljenje“?

Gravitaciono sočivo nastaje kada masivan objekat u prvom planu — na primer klaster galaksija — savije prostor-vreme i time iskrivi putove koje svetlost preseca. To dovodi do toga da svetlost istog izvora stigne do nas kroz više puteva, sa različitim dužinama i različitim uticajem gravitacionog potencijala. Rezultat su višestruke slike iste eksplozije koje se pojavljuju u različitim trenucima.

Šta su SN Ares i SN Athena?

SN Ares eksplodirala je pre gotovo 10 milijardi godina (kada je univerzum bio otprilike trećina današnje starosti). Klaster MJ0308 razbio je njenu svetlost na tri slike: jedna je već zabeležena, dok su preostale dve prognozirane da stignu za oko 60 godina. Takvo kašnjenje je izuzetno veliko i predstavlja jedinstvenu priliku za prediktivni eksperiment u kosmologiji.

SN Athena dogodila se kada je univerzum imao približno polovinu današnje starosti. Njen odloženi prikaz očekuje se u narednih 1–2 godine, pa će već uskoro moći da posluži kao praktičan test tačnosti modela koji predviđaju vreme pojave lensed slika.

Combined data from the Hubble Space Telescope and the James Webb Space Telescope capture the gravitationally lensed supernovas SN Ares and SN Athena. The researchers can predict when and where their images will reappear in the future. | Credit: NASA/ESA/CSA/image processing: Gavin Farley

Zašto je ovo važno za kosmologiju?

Merenje razlike u vremenu dolaska multipleksiranih slika supernova daje direktan uvid u geometriju i fizičku skalu sistema sočiva, a preko toga i u istoriju širenja prostora. Takva merenja su nezavisna od dve glavne postojeće metode koje daju različite vrednosti Hablove konstante: od procene iz kosmičke mikrovalne pozadine (~67 km/s/Mpc) i od lokalnih merenja preko Cepheid zvezda (~73 km/s/Mpc). Precizno određivanje vremenskih kašnjenja može pomoći da se smanji ili razjasni tzv. Hablova tenzija.

„Ovo je prilika za prediktivni eksperiment koji može da da izuzetno precizna ograničenja kosmološke evolucije,“ rekao je Conor Larison iz Space Telescope Science Institute.

Šta očekujemo u narednim godinama?

Očekivana pojava odložene slike SN Athena u naredne 1–2 godine biće prvi praktičan test predikcija modela za ove sisteme. Za SN Ares će biti potrebno strpljenje — ali njen veoma dugačak vremenski pomak (oko 60 godina) predstavlja retku priliku za tačno predviđanje i naknadnu verifikaciju teorijskih modela.

Širi značaj

Pre pokretanja VENUS programa otkriveno je manje od 10 lensed supernova; VENUS je u kratkom periodu dodao osam novih otkrića. To pokazuje da je prethodno ograničenje bilo u posmatračkim mogućnostima — sada, zahvaljujući JWST-u, imamo bolji pristup retkim i veoma udaljenim događajima koji su ključni za dugoperiodnu kosmologiju.

Ukoliko dalja posmatranja i merenja potvrde predikcije, ovi sistemi mogu postati moćno, nezavisno oruđe za razrešavanje Hablove tenzije i za bolje razumevanje uloge tamne energije u budućem razvoju kosmosa.

Napomena o terminologiji: Kašnjenje između slika izazvano je kombinacijom dužine različitih putanja koje svetlost prelazi i efekata gravitacionog potencijala (ponekad opisivanih kao Shapiro kašnjenje), a ne samo „usporavanjem vremena“ u svakodnevnom smislu.