Свет древних сверхновых поможет измерить скорость расширения Вселенной

Астрономы обнаружили две редкие сверхновые, свет которых из-за гравитационного линзирования достигает Земли с задержкой до 60 лет. Эти наблюдения могут дать независимый и более точный способ измерить скорость расширения Вселенной и помочь решить давний спор вокруг постоянной Хаббла, пишет Наука​.

Сверхновые из далёкого прошлого могут помочь космологам измерить постоянную Хаббла новым способом — но ключевые данные придётся ждать десятилетиями. Астрономы нашли два редких взрыва звёзд, произошедших миллиарды лет назад. Из-за гравитационного линзирования их свет добирается до Земли не один раз, а «порциями» с задержкой вплоть до 60 лет.

Механизм здесь такой: массивные скопления галактик работают как гигантские космические линзы. Они искривляют пространство-время, а свет далёкой сверхновой, проходя рядом, делится на несколько лучей. Эти лучи идут разными путями, поэтому изображения одной и той же вспышки появляются в разное время. Если в будущем точно измерить разницу между такими «повторами», учёные смогут независимо вычислить постоянную Хаббла — параметр, который описывает скорость расширения Вселенной.

Две линзированные сверхновые получили имена SN Ares и SN Athena. Их обнаружили в программе VENUS: телескоп «Джеймс Уэбб» наблюдает 60 массивных скоплений галактик и использует их как природные усилители для поиска очень древних и слабых объектов.

SN Ares взорвалась примерно 10 млрд лет назад. Её свет прошёл через скопление MJ0308 и разделился на три изображения. Первое астрономы уже увидели, а два других, которые пройдут ближе к центру гравитационной линзы, должны появиться примерно через 60 лет. Такая огромная задержка даёт шанс провести максимально точный космологический эксперимент.

SN Athena «моложе». Следующее её изображение «Уэбб» сможет зафиксировать в ближайшие 1–2 года. Эта сверхновая вряд ли даст такую же точность, как Ares, но поможет проверить модели, которые предсказывают временные задержки.

Главная интрига связана с так называемым «напряжением Хаббла» — расхождением между двумя основными способами оценки скорости расширения Вселенной. Измерения по реликтовому излучению дают около 67 км/с/Мпк, а наблюдения по близким «стандартным свечам» (например, цефеидам) — около 73 км/с/Мпк. Метод с линзированными сверхновыми не опирается на эти калибровки, поэтому он может подсветить скрытые систематические ошибки и приблизить космологов к единому значению.

Программа VENUS стартовала наблюдения в июле прошлого года и уже почти удвоила число известных линзированных сверхновых: команда нашла восемь новых объектов. Это намекает, что такие события встречаются чаще, чем думали раньше — просто прежним телескопам не хватало чувствительности. «Уэбб» заметно расширил возможности поиска.

Если астрономы доведут наблюдения SN Ares и SN Athena до конца, они не только уточнят постоянную Хаббла, но и смогут лучше понять тёмную энергию — силу, которая связана с ускоренным расширением Вселенной. Такие данные помогут проверить, остаётся ли её влияние постоянным или меняется со временем, а значит — приблизят ответ на вопрос о будущем космоса.

Данные, объединённые с космических телескопов Хаббл и Джеймс Уэбб, позволили зафиксировать гравитационно линзированные сверхновые SN Ares и SN Athena. Благодаря этим наблюдениям учёные могут спрогнозировать, когда и в каких точках на небе их изображения вновь появятся в будущем. Фото: NASA

Татьяна Вахнован

Читайте также:

• Нейросеть научилась выявлять депрессию по голосовым сообщениям
• NASA отправит экипаж к Луне впервые с 1972 года, но посадки не будет