В далёкой-далёкой галактике взорвалась сверхновая «На бис!»
Астрофизики получили уникальный инструмент для калибровки шкалы расстояний во Вселенной: космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил вторую сверхновую в одной и той же гравитационно-линзированной галактике. Это позволит с беспрецедентной точностью измерить постоянную Хаббла — ключевой параметр, определяющий скорость расширения космоса, и, возможно, приблизит разрешение одного из главных кризисов современной науки.
«На бис!»: второе попадание в ту же галактику
В ноябре 2023 года инфракрасные детекторы обсерватории Уэбба были нацелены на массивное скопление галактик MACS J0138.0-2155. Гравитация этого скопления, работая как гигантская линза, исказила и увеличила изображение далекой галактики MRG-M0138, расположенной в 10 миллиардах световых лет от Земли. Однако главный сюрприз ждал ученых внутри этих искаженных изображений: вспышка сверхновой типа Ia.
Сенсационность открытия не в самом факте взрыва, а в его повторяемости. Ровно семь лет назад телескоп «Хаббл» зафиксировал в этой же галактике другую сверхновую, получившую имя «Реквием». Теперь «Уэбб» нашел вторую — ее назвали «На бис!» (Encore). Это первый в истории случай, когда в одной и той же линзированной галактике зарегистрированы две такие вспышки.
Почему сверхновые Ia — идеальные «линейки»
Сверхновые типа Ia — это термоядерные взрывы белых карликов, которые происходят при достижении строго определенной критической массы. Их абсолютная яркость практически одинакова, что делает их эталонными «стандартными свечами» в астрофизике. Измеряя видимую яркость такой вспышки, ученые могут с высокой точностью рассчитать расстояние до нее.
Эффект гравитационного линзирования усложняет картину: свет от одной сверхновой приходит к нам по нескольким разным траекториям с различной задержкой во времени. В случае с «Реквиемом» наблюдения были неполными, что не позволило использовать его для точного вычисления постоянной Хаббла. Теперь, имея в распоряжении две вспышки в одной системе, исследователи могут провести перекрестную калибровку и компенсировать погрешности.
Тройная точность: как «Энкор» перепишет космологию
На данный момент астрономии известно лишь около дюжины линзированных сверхновых типа Ia. Обнаружение пары «Реквием — Энкор» в одной галактике — это статистическая и методическая удача. Ученые уже запустили специальную программу наблюдений на «Уэббе», чтобы зафиксировать все фазы текущей вспышки.
Ключевой элемент работы — временные задержки. Из-за неоднородности гравитационного поля скопления MACS J0138 свет от «На бис!» приходит к нам по пяти различным маршрутам. Сравнивая время появления этих изображений, астрономы смогут построить точную карту распределения массы в скоплении-линзе и исключить его влияние на расчеты. Это даст возможность измерить постоянную Хаббла с погрешностью, недостижимой при использовании обычных, нелинзированных сверхновых.
Интересно, что свет от «Реквиема» появится в линзе еще дважды — в 2037 и 2041 годах. Следующее появление «Энкора» ожидается в 2035 году. Таким образом, человечество получит долгосрочный «космический хронометр» для наблюдения за расширением Вселенной.
Постоянная Хаббла — один из самых спорных параметров в современной физике. Разные методы ее измерения (по реликтовому излучению и по расстояниям до ближайших галактик) дают несовпадающие результаты, что породило так называемое «напряжение Хаббла». Новые данные с «Уэбба» по паре сверхновых могут указать, какой из методов ближе к истине или же потребовать пересмотра стандартной космологической модели. Обнаружение «На бис!» — это не просто очередная находка, а начало системного эксперимента по проверке фундаментальных законов мироздания.
