Deja vu. Hubble refaz a explosão da supernova de Refsdal

Muitas estrelas explodem no final da vida, às vezes a explosão consegue perceber e se fixar na Terra. Tais descobertas aconteceram apenas devido a uma combinação bem sucedida de circunstâncias - até hoje. Em 11 de dezembro de 2015, os astrônomos não apenas fotografaram uma explosão de supernova , mas a viram exatamente onde foi prevista.

A supernova recebeu o codinome Refsdal em homenagem ao astrofísico norueguês Sjur Refsdal, que foi o primeiro em 1964 a usar a dessincronização na aparência de imagens distorcidas gravitacionalmente para estudar a expansão do universo. A supernova foi notada pela primeira vez no aglomerado de galáxias MACS J1149.5 + 2223 . A própria galáxia está a cerca de 5 bilhões de anos-luz de distância e uma supernova explode a 10 bilhões de anos-luz. A distância para a supernova foi determinada pelo desvio para o vermelho de sua galáxia local (z = 1.491).

Em geral, a história de Refsdal começou em novembro de 2014, quando os astrofísicos receberam quatro imagens separadas de uma supernova em um arranjo raro conhecido como Einstein, cruzando uma das galáxias do aglomerado acima (foto).


Galaxy Cluster MACS J1149 + 2223. Na praça há uma galáxia elíptica com uma cruz de Einstein e quatro imagens da supernova Refsdal. Novembro de 2014

Essa ilusão de ótica é causada por lentes gravitacionais: a luz de uma supernova se dobra sob a influência da gravidade da galáxia.


Lente gravitacional

Com a ajuda da “lente” gravitacional, observamos objetos distantes que, de outra forma, estariam fora de alcance.

“No processo de estudo da supernova, percebemos que a galáxia de origem dela é a galáxia que já observamos usando lentes gravitacionais através desse aglomerado”, dizSteve Rodney, co-autor do estudo, da Universidade da Carolina do Sul. "Tivemos a galáxia de sua casa em pelo menos três fotografias separadas."

Essas fotos eram uma oportunidade rara. Como a massa de matéria escura e a matéria comum no aglomerado de galáxias não é distribuída uniformemente, a luz percorre um caminho diferente e uma distância diferente a cada observação. Portanto, as fotografias da galáxia local da supernova mostram diferentes estágios de sua vida.

Os cientistas começaram a estudar cuidadosamente o aglomerado de galáxias, que funciona como uma lente gravitacional. “Reunimos sete modelos de cluster diferentes para prever quando e onde será possível ver a supernova novamente no futuro. Esforços significativos foram feitos pela comunidade astronômica para coletar a contribuição necessária do Hubble, do VLT-MUSE e do Observatório Keck (Havaí) para a construção de modelos de lentes gravitacionais ”, diz Tommaso Treu, autor principal do trabalho científico com uma descrição comparativa dos modelos, de Universidade da Califórnia em Los Angeles. "E é surpreendente que todos os sete modelos previssem aproximadamente o mesmo intervalo de tempo em que uma nova fotografia de uma estrela explosiva seria tirada".

Desde outubro de 2015, o Hubble aponta periodicamente para o MACS J1149.5 + 2223 na esperança de capturar mais uma vez um fenômeno raro e provar a exatidão dos modelos. E em 11 de dezembro de 2015, isso finalmente aconteceu: a supernova Refsdal mais uma vez mostrou como ela explode.

Assim, o Hubble demonstrou claramente a validade da abordagem científica moderna, quando as previsões feitas são verificadas por observações.

Nesse caso, a aparição confirmada de Refsdal foi uma oportunidade única para os astrofísicos verificarem a correção de seus modelos para a distribuição de matéria escura e massa no Universo.

Artigo científico (previsão)
Artigo científico (reaparecimento)

Source: https://habr.com/ru/post/pt388173/