Hubble obserwuje spektakularny timelapse supernowej
Kosmiczny Teleskop Hubble’a śledził zanikający blask supernowej w galaktyce spiralnej NGC 2525, oddalonej o 70 mln lat świetlnych stąd. Supernowe, takie jak ta, mogą być wykorzystywane jako kosmiczne taśmy pomiarowe, pozwalające astronomom obliczyć odległości do galaktyk, w których się znajdują. Hubble uchwycił te obrazy w ramach jednego ze swoich głównych badań, mierząc tempo ekspansji Wszechświata, co może pomóc odpowiedzieć na fundamentalne pytania dotyczące samej natury naszego Wszechświata.
Supernowa, formalnie znana jako SN2018gv, została po raz pierwszy zaobserwowana w połowie stycznia 2018 roku. HST rozpoczął obserwację efektownej jasności supernowej w lutym 2018 r. w ramach programu badawczego prowadzonego przez głównego naukowca i laureata Nagrody Nobla Adama Riessa z STScl i Johns Hopkins University w Baltimore, USA. Obrazy Hubble’a koncentrują się na galaktyce spiralnej z poprzeczką – NGC 2525, która znajduje się w konstelacji Rufy na półkuli południowej.
Hubble sfotografował tę supernową z niezwykłą dokładnością. Pojawia się jako bardzo jasna gwiazda znajdująca się na zewnętrznej krawędzi jednego z pięknych, wirujących ramion spiralnych NGC 2525. Ten nowy i wyjątkowy timelapse ze zdjęć z Hubble’a pokazuje niegdyś jasną supernową, która początkowo przyćmiewała najjaśniejsze gwiazdy w galaktyce, zanim zniknęła w ciemności w przeciągu roku obserwacji. Ten timelapse składa się z obserwacji wykonanych w ciągu jednego roku, od lutego 2018 do lutego 2019 r.
Supernowe to potężne eksplozje, które oznaczają koniec życia gwiazdy. Rodzaj supernowej widoczny na tych zdjęciach, znany jako supernowa typu Ia, pochodzi od białego karła znajdującego się w bliskim układzie podwójnym, akreującego materię z gwiazdy towarzyszącej. Jeżeli biały karzeł osiągnie masę krytyczną (1,44 masy Słońca), jego jądro nagrzeje się na tyle, aby zapoczątkować spalanie węgla, wyzwalając niekontrolowany proces termojądrowy, który łączy duże ilości tlenu i węgla razem w ciągu kilku sekund. Uwolniona energia rozrywa gwiazdę w gwałtownej eksplozji, wyrzucając materię z prędkością do 6% prędkości światła i emitując ogromne ilości promieniowania. Supernowe typu Ia konsekwentnie osiągają szczytową jasność 5 mld razy większą niż nasze Słońce, zanim z czasem zanikną.
Ponieważ supernowe tego typu wytwarzają tę ustaloną jasność, są użytecznymi narzędziami dla astronomów, znanymi jako „świece standardowe”, które działają jak kosmiczne taśmy pomiarowe. Znając rzeczywistą jasność supernowej i obserwując jej jasność pozorną, astronomowie mogą obliczyć odległość do nich a tym samym do ich galaktyk macierzystych. Riess i jego zespół połączyli pomiary odległości do supernowych z odległościami obliczonymi za pomocą gwiazd zmiennych znanych jako cefeidy. Zmienne cefeidy pulsują pod względem wielkości, powodując okresowe zmiany jasności. Ponieważ okres ten jest bezpośrednio związany z jasnością gwiazdy, astronomowie mogą obliczyć odległość do nich, pozwalając im działać jako kolejna świeca standardowa na kosmicznej drabinie odległości.
Riess i jego zespół są zainteresowani dokładnym pomiarem odległości do tych galaktyk, ponieważ pomaga im to lepiej ustalić tempo ekspansji Wszechświata, znane jako stała Hubble’a. Wartość ta jest odpowiedzialna za to, jak szybko Wszechświat się rozszerza w zależności od jego odległości od nas, a bardziej odległe galaktyki oddalają się od nas szybciej. Od czasu uruchomienia, HST pomógł radykalnie poprawić precyzję pomiaru stałej Hubble’a. Wyniki tego samego programu obserwacyjnego prowadzonego przez Riessa zmniejszyły obecnie niepewność pomiaru stałej Hubble’a do niespotykanego 1,9%. Dalsze pomiary NGC 2525 przyczynią się do osiągnięcia celu, jakim jest zmniejszenie niepewności do 1%, wskazując, jak szybko Wszechświat się rozszerza. Dokładniejsze określenie stałej Hubble’a może odkryć wskazówki dotyczące niewidzialnej ciemnej materii i tajemniczej ciemnej energii, odpowiedzialnej za przyspieszenie tempa rozszerzania się Wszechświata. Razem te informacje mogą pomóc nam zrozumieć historię i przyszłe losy naszego Wszechświata.
Wiadomo również, że w centrum NGC 2525 czai się supermasywna czarna dziura. Prawie każda galaktyka posiada supermasywną czarną dziurę, której masa może się wahać od setek tysięcy do miliardów mas Słońca.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
