در چند دهه گذشته، بشر به توانایی های بهتری در رصد ابرنواخترها دست یافته است. تلسکوپ های فضایی امروزی می توانند فوتون های پرانرژی را شناسایی کرده و منبع آنها را محاسبه کنند. برخی از تلسکوپهای نقشهبرداری خودکار نیز هر شب از بخشهایی از آسمان عکس میگیرند و به نرمافزار تحلیل تصویر اجازه میدهند منابع جدید نور را شناسایی کنند.
با این حال، گاهی اوقات شانس نیز نقش مهمی دارد. به عنوان مثال، یک ابرنواختر در یکی از تصاویر هابل از سال 2010 مشاهده شد. اما به دلیل پدیده همگرایی یا عدسی گرانشی، این رویداد در سه موقعیت متفاوت از میدان دید هابل ظاهر شده است. سه موقعیت ذکر شده مربوط به زمان های مختلف پس از انفجار ابرنواختر است و بدین ترتیب محققان توانستند دوره زمانی پس از ابرنواختر را به هم متصل کنند.
تصویر سه گانه
تحقیقات جدید مبتنی بر جستجوی آرشیو تصاویر قدیمی هابل است که رویدادهای گذرا را ثبت کرده اند. در این مثال، محققان به دنبال رویدادهایی بودند که تحت همگرایی یا عدسی گرانشی قرار گرفتند. عدسی گرانشی زمانی اتفاق می افتد که یک جرم سنگین پیش زمینه فضا را به گونه ای خم می کند که یک اثر همگرا ایجاد می کند. بنابراین، مسیر نوری که از پشت عدسی منشا می گیرد، از دید ناظر زمینی خمیده می شود.
از آنجایی که لنزهای گرانشی به اندازه عدسی های ساخته شده توسط انسان دقیق نیستند، اغلب اعوجاج های عجیبی در اجسام پس زمینه ایجاد می کنند یا در بسیاری از موارد، اجسام را در چندین موقعیت مختلف بزرگ می کنند. به نظر می رسد این اتفاق در تصویر هابل رخ داده است و سه تصویر مجزا از یک رویداد گذرا در میدان دید هابل وجود دارد. تصاویر دیگر این منطقه همسویی آن را با یک کهکشان نشان می دهد. تجزیه و تحلیل نور کهکشان نیز یک اثر انتقال به قرمز را نشان می دهد. بر اساس این اثر، جرم نور مربوط به 11 میلیارد سال پیش است.
در سمت چپ تصویر کامل هابل را می بینید. در سمت راست، میتوانید تصاویر مختلفی از جرم با لنز گرانشی را ببینید.
با توجه به روشنایی نسبی و شکل ظاهری و موقعیت جسم مذکور در کهکشان، به احتمال زیاد این جرم یک ابرنواختر است. در این میان، بسیاری از فوتونهای پرانرژی تولید شده در ابرنواختر به طیف نور مرئی طیف منتقل شدهاند و به این ترتیب هابل توانست این رویداد را ثبت کند.
برای درک بهتر ابرنواختر پس زمینه، محققان عملکرد عدسی گرانشی را محاسبه کردند. این عدسی توسط یک خوشه کهکشانی به نام آبل 370 ایجاد شد و نقشه برداری بیشتر خوشه به آنها اجازه داد تا خواص عدسی حاصل را تخمین بزنند. مدل لنز به دست آمده نشان می دهد که در واقع چهار تصویر از کهکشان ایجاد شده است و یکی از آنها به اندازه کافی بزرگ نمایی نشده است که در میدان دید تلسکوپ قرار گیرد. اما سه تصویر دیگر بر اساس چهار، شش و هشت فاکتور بزرگ شدند.
ناگفته نماند، این مدل بعداً نشان داد که عدسی گرانشی بر زمان رسیدن نور تأثیر می گذارد. عدسی های گرانشی باعث می شوند نور مسیرهایی با طول های مختلف بین ناظر و منبع طی کند. از آنجایی که نور با سرعت ثابتی حرکت می کند، این اختلاف مسیر به معنای زمان های مختلف برای رسیدن نور به مقصد است.
در شرایط عادی که می دانیم، این تفاوت چندان مؤثر نیست. اما در مقیاس کیهانی، می تواند تفاوت های قابل توجهی ایجاد کند. دوباره، با استفاده از مدل عدسی گرانشی، محققان تاخیرهای احتمالی را تخمین زدند. در مقایسه با تصویر اول، تصویر دوم با 2.4 روز تاخیر و تصویر سوم با 7.7 روز تاخیر با عدم قطعیت یک روز در همه برآوردها انجام شد.
ماهیت رویداد
با بررسی داده های هابل و مقایسه آن با انواع مختلف ابرنواخترهای عکاسی شده در جهان مدرن، این تصاویر ممکن است نتیجه انفجار یک ستاره ابرغول آبی یا قرمز باشد. مشخصات دقیق این رویداد با یک ابرغول سرخ که در زمان انفجار 500 برابر اندازه خورشید بوده، مطابقت دارد.
شدت نور در طول موج های مختلف نشان دهنده دمای انفجار است. بر اساس تصاویر اولیه دمای انفجار 6 ساعت پس از انفجار به 100000 کلوین رسیده است. بر اساس آخرین تصویر، دما در هشت روز بین دو تصویر ده هزار کلوین کاهش یافته است.
بدیهی است که ابرنواخترهای جدیدتر و نزدیک تری وجود دارند که اگر بخواهیم فرآیند انفجارهای عظیم ستاره ها را درک کنیم، می توانیم آنها را با جزئیات بیشتری مطالعه کنیم. اگر بتوانیم تعداد بیشتری از این ابرنواخترهای همگرا را در گذشته های دور پیدا کنیم، می توانیم چیزهای زیادی در مورد جمعیت ستاره ای جهان اولیه بیاموزیم.
در حال حاضر، این دومین یافته از این دست است. نویسندگان مقاله در تلاش هستند تا از یافته های جدید خود نتیجه گیری کنند. اما بدیهی است که این استنباط ها از عدم قطعیت بیشتری برخوردار خواهند بود. در نتیجه، از بسیاری جهات، ابرنواختر مشاهدهشده به ما کمک نمیکند تا پیشرفت قابلتوجهی در درک خود از جهان داشته باشیم. اما به عنوان نمونه ای از پیامدهای عجیب نیروهای حاکم بر رفتار جهان، بسیار چشمگیر است.