Μια σπάνια υπερκαινοφανής έκρηξη (σούπερνοβα) θα μπορούσε να βοηθήσει τους αστρονόμους να υπολογίσουν πόσο γρήγορα διαστέλλεται το Σύμπαν και να ρίξει φως στη σκοτεινή ενέργεια, της άγνωστης δύναμης που πιστεύεται ότι προκαλεί την επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος.
Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι η σκοτεινή ενέργεια αποτελεί περίπου το 68% του Σύμπαντος. Παρόλο που κυριαρχεί στο ενεργειακό ισοζύγιο του Σύμπαντος οι ερευνητές εξακολουθούν να μην γνωρίζουν τι ακριβώς είναι ή πώς επηρεάζει τη μεγάλης κλίμακας εξέλιξη του Σύμπαντος.
Μια πρόσφατα ανακαλυφθείσα υπερκαινοφανής έκρηξη στο βάθη του Σύμπαντος προσφέρει τώρα μια σημαντική ένδειξη. Η έκρηξη συνέβη πριν από περισσότερα από 10 δισεκατομμύρια χρόνια πράγμα που σημαίνει ότι το φως της ταξίδευε στο Διάστημα σχεδόν σε όλη την ιστορία του Σύμπαντος πριν φτάσει τελικά στη Γη. Το γεγονός ήταν εξαιρετικά φωτεινό και το φως του ενισχύθηκε ακόμη περισσότερο όταν πέρασε κοντά από έναν τεράστιο γαλαξία του οποίου η βαρύτητα λειτούργησε σαν μεγεθυντικός φακός.
Το νέο στοιχείο
«Κανείς δεν έχει βρει ξανά μια τέτοια έκρηξη σουπερνόβα και η φύση αυτού του συστήματος σημαίνει ότι ίσως μπορέσει να βοηθήσει στην επίλυση σημαντικών προβλημάτων της αστροφυσικής, όπως η φύση της δύναμης που οδηγεί τη διαστολή του Σύμπαντος» εξηγεί ο αστροφυσικός Ντάνιελ Πέρλει από το Πανεπιστήμιο John Moores στο Λίβερπουλ.
Σε αυτή την περίπτωση ένας γαλαξίας βρίσκεται ακριβώς ανάμεσα στη Γη και το σούπερνοβα. Η βαρύτητα του γαλαξία λυγίζει και παραμορφώνει το φως της έκρηξης καθώς ταξιδεύει προς εμάς, δημιουργώντας ένα εντυπωσιακό οπτικό φαινόμενο που οι επιστήμονες ονομάζουν «βαρυτικό φακό» και περιέχει πολύτιμες πληροφορίες για τους αστρονόμους.
«Βλέπουμε το φως αυτής της μακρινής έκρηξης να χωρίζεται σε πολλαπλές εικόνες. Όταν το φως περνά από βαρυτικό φακό οι διαφορετικές διαδρομές που ακολουθεί για να φτάσει στη Γη δεν έχουν το ίδιο μήκος. Έτσι, το φως που ταξιδεύει από διαφορετικές διαδρομές χρειάζεται διαφορετικό χρόνο για να φτάσει σε εμάς» εξηγεί ο ερευνητής Τζέικομπ Γουάιζ.
Επειδή οι εκρήξεις σουπερνόβα μπορούν να λάμπουν για μήνες οι αστρονόμοι μπορούν να παρατηρήσουν πολλαπλές εικόνες της ίδιας έκρηξης ταυτόχρονα. Κάθε εικόνα αντιστοιχεί σε φως που ακολούθησε διαφορετική διαδρομή στο διάστημα και συνεπώς αντιπροσωπεύει μια ελαφρώς διαφορετική στιγμή στην εξέλιξη της έκρηξης. «Το συναρπαστικό είναι ότι η χρονική διαφορά ανάμεσα στις εικόνες εξαρτάται από τον ρυθμό διαστολής του Σύμπαντος» πρόσθεσε ο Πέρλει.
Η ερευνητική ομάδα σε συνεργασία με επιστήμονες από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια (Caltech), το Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης και άλλα ακαδημαϊκά ιδρύματα σχεδιάζει να μετρήσει αυτές τις χρονικές καθυστερήσεις με μεγάλη ακρίβεια. Οι μετρήσεις αυτές θα μπορούσαν να αποκαλύψουν πόσο γρήγορα διαστέλλεται το Σύμπαν και να βοηθήσουν τους επιστήμονες να κατανοήσουν τον ρόλο της σκοτεινής ενέργειας σε αυτή τη διαδικασία.
Νέος υπολογισμός για τη διαστολή του Σύμπαντος
Σήμερα οι αστρονόμοι έχουν δύο διαφορετικές μετρήσεις για τον ρυθμό διαστολής του Σύμπαντος και αυτές δεν συμφωνούν μεταξύ τους. Η διαφωνία αφορά τη λεγόμενη Σταθερά Χαμπλ δηλαδή την ταχύτητα με την οποία διαστέλλεται το Σύμπαν.
«Οι μελέτες της ακτινοβολίας που άφησε πίσω της η Μεγάλη Έκρηξη δίνουν έναν αριθμό για τη Σταθερά Χαμπλ ενώ οι μελέτες κοντινών γαλαξιών δίνουν έναν διαφορετικό αριθμό. Οι αστρονόμοι αποκαλούν αυτή τη διαφωνία Ένταση Χαμπλ. Οι μελέτες υπερκαινοφανών με βαρυτικό φακό μπορεί να δείξουν ποιος από τους δύο αριθμούς είναι σωστό» λέει ο Πέρλει.
Η καταγραφή
Η έκρηξη ήταν τόσο φωτεινή που μπορούσε να ανιχνευθεί ακόμη και από τη μεγάλη απόστασή της με τηλεσκόπια μεσαίου μεγέθους. Οι πρώτες παρατηρήσεις έγιναν από το Zwicky Transient Facility στην Καλιφόρνια. Το όργανο εντόπισε την έκρηξη αλλά δεν μπορούσε να διακρίνει τις πολλαπλές εικόνες που δημιουργήθηκαν από το φαινόμενου του βαρυτικού φακού.
Το Liverpool Telescope στη Λα Πάλμα κατέγραψε αργότερα τις ξεχωριστές εικόνες και επιβεβαίωσε το φαινόμενο. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν παρατηρήσεις με μερικά από τα ισχυρότερα επίγεια και διαστημικά τηλεσκόπια.
«Οι συνάδελφοί μας στη Στοκχόλμη παρατήρησαν πρώτοι την έκρηξη αλλά εμείς είδαμε ότι το φως είχε λυγίσει και δημιουργήσει πολλαπλές εικόνες. Όλα τα μεγάλα παρατηρητήρια στο Βόρειο Ημισφαίριο, καθώς και τα διαστημικά τηλεσκόπια, παρακολουθούν το φαινόμενο, αλλά το Liverpool Telescope ήταν αυτό που το κατέγραψε πρώτο» αναφέρει ο Γουάιζ.