Гравітаційна лінза допоможе виміряти швидкість розширення всесвіту

22

Наднова at 2016 року вибухнула близько десяти мільярдів років тому, і в 2016 році космічний телескоп hubble зафіксував її спалах в галактиці mrg-m0138, в сузір’ї кита. Точніше кажучи, три спалахи: на шляху від наднової до нас лежить масивне скупчення галактик macsj0138.0-2155, і його тяжіння впливає на траєкторії фотонів. В результаті зображення спотворюється і дробиться — цей ефект називається гравітаційним лінзуванням, він передбачається загальною теорією відносності і нерідко спостерігається на небі.

Фотони, які утворюють окремі плями лінзованої картинки, проходять різними траєкторіями. Іноді довжина їх шляхів різниться досить сильно для того, щоб спалахи від одного і того ж джерела з’являлися в різний час. Наприклад, для першої гравітаційної лінзи, виявленої в 1979 році, тимчасова затримка склала 1,1 року. Але для наднової at 2016 вона може виявитися рекордною — більше 20 років. Про це розповідається в новій статті, опублікованій в журналі nature astronomy.

Стівен родні (steven rodney) з університету південної кароліни спільно з колегами з європейських вузів провів розрахунки гравітаційного впливу macsj0138.0-2155 на розташовану позаду нього наднову. Робота показала, що четверта спалах гравітаційної лінзи повинна з’явитися близько 2037 року, коли світло від неї досягне нас. А близько 2042-го виникне і п’ята, найслабша пляма, яка, можливо, буде зовсім невиразною.

До цього часу сам телескоп hubble закінчить своє існування, тому вчені дали наднової неформальну назву sn requiem. Різниця в часі між спалахами її гравітаційної лінзи може стати важливим показником швидкості розширення всесвіту. Затримка така велика, що її точне значення дозволить розрахувати дистанцію до далекої галактики mrg-m0138, де виникла наднова, і швидкість її тікання.

Нагадаємо, швидкість розширення всесвіту описується постійною хаббла. Вона пов’язує відстань до об’єкта зі швидкістю його видалення. Тим часом значення постійної досі в точності не визначено і, за різними оцінками, коливається від 67 до 74 кілометрів в секунду на мегапарсек дистанції. Залежно від цього може помітно змінюватися і наш погляд на всесвіт. Так, виходячи з найбільш надійних значень постійної хаббла вік нашого світу оцінюють в 13,8 мільярда років. Однак, якщо константа ближче до 74, то всесвіт приблизно на мільярд років молодше.