Webb findet zweite „linsenförmige“ Supernova in einer weit, weit entfernten Galaxie • Earth.com

In einer aktuellen Entdeckung hat das James Webb-Weltraumteleskop der NASA ein zweites Supernova-Ereignis in der fernen Galaxie MRG-M0138 hervorgehoben.

Diese Entdeckung, die aus Beobachtungen des Galaxienhaufens MACS J0138.0-2155 hervorgegangen ist, stellt einen wichtigen Meilenstein in der Astronomie dar.

Gravitationslinsenwirkung einer Supernova

Durch einen Prozess namens Gravitationslinseneffekt, der erstmals von Albert Einstein vorhergesagt wurde, verzerrt und verstärkt die starke Schwerkraft eines massiven Objekts das Licht von Objekten dahinter.

In diesem Fall fungiert MACS J0138.0-2155 als kosmische Linse, die das Licht der weit dahinter liegenden Galaxie MRG-M0138 verzerrt und verstärkt. Dieser Effekt vergrößerte nicht nur die ferne Galaxie, sondern erzeugte auch fünf separate Bilder von ihr.

Die Geschichte der Supernova MRG-M0138 begann im Jahr 2019, als Astronomen mithilfe der Bilder des Hubble-Weltraumteleskops der NASA aus dem Jahr 2016 einen Starburst in der Galaxie identifizierten.

Spulen wir vor bis November 2023, und das James-Webb-Weltraumteleskop hat eine weitere Supernova in derselben Galaxie eingefangen, ein seltenes Ereignis, das einen einzigartigen Einblick in kosmische Ereignisse bietet.

Experteneinblicke

Justin Beryl, NASA Einsteins Gefährte Wissenschaftliches Institut für Weltraumteleskopeund Andrew Newman, ein Observatoriumsastronom Carnegie Institution for ScienceEr erklärte dieses Phänomen:

„Wenn eine Supernova hinter einer Gravitationslinse explodiert, erreicht ihr Licht die Erde auf verschiedenen Wegen. Wir können diese Wege mit mehreren Zügen vergleichen, die gleichzeitig den Bahnhof verlassen, alle mit der gleichen Geschwindigkeit fahren und zum gleichen Ort fahren.“

„Jeder Zug nimmt eine andere Route und aufgrund der unterschiedlichen Reiselänge und des Geländes erreichen die Züge ihr Ziel nicht zur gleichen Zeit. Ebenso erscheinen den Astronomen Bilder von Gravitationslinsen-Supernovae über Tage, Wochen oder sogar Jahre hinweg.

Hubble-Konstante

„Indem wir Unterschiede in den Zeiten messen, in denen Bilder von Supernovae erscheinen, können wir die Geschichte der Expansionsrate des Universums messen, die als Hubble-Konstante bekannt ist und heute eine große Herausforderung in der Kosmologie darstellt. Das Problem besteht darin, dass diese Supernovae aus mehreren Bildern bestehen.“ sind äußerst selten: Es wurden weniger nachgewiesen. Bisher waren es zwölf.

„Innerhalb dieses kleinen Clubs stach die Supernova 2016 in MRG-M0138 namens Requiem aus mehreren Gründen heraus. Erstens war sie 10 Milliarden Lichtjahre entfernt. Zweitens war die Supernova wahrscheinlich vom gleichen Typ, der als Standard verwendet wird.“ Kerze.“ „Um kosmische Entfernungen zu messen. Drittens sagten Modelle voraus, dass eines der Supernova-Bilder durch seinen Weg durch die starke Schwerkraft des Haufens so verzögert wurde, dass es uns erst Mitte der 2030er Jahre erscheinen würde.

Die zweite Supernova mit Gravitationslinseneffekt

Da Requiem leider erst entdeckt wurde, lange nachdem es aus dem Blickfeld verschwunden war, war es zu diesem Zeitpunkt leider nicht möglich, genügend Daten zu sammeln, um die Hubble-Konstante zu messen, sagten Pearl und Newman.

„Wir haben jetzt eine zweite Gravitationslinsen-Supernova innerhalb derselben Requiem-Galaxie gefunden, die wir Encore-Supernova nennen. Encore wurde zufällig entdeckt und wir verfolgen die laufende Supernova jetzt aktiv durch ein zeitkritisches Director-Schätzprogramm.“

„Anhand dieser Webb-Bilder werden wir die Hubble-Konstante basierend auf dieser doppelt abgebildeten Supernova messen und bestätigen. Encore wurde als Standardkerze oder Supernova vom Typ Ia bestätigt, was Encore und Requiem mit Abstand zum am weitesten entfernten Geschwisterpaar macht.“ Rekordverdächtigste Supernova, die jemals entdeckt wurde.

„Supernovae sind normalerweise unvorhersehbar, aber in diesem Fall wissen wir, wann und wo wir nachsehen müssen, um das endgültige Auftreten der Masse und Erscheinung zu sehen. Infrarotbeobachtungen um 2035 werden ihre neuesten Entwicklungen erfassen und eine neue, präzise Messung der Hubble-Konstante liefern.“

Mehr über Gravitationslinsen

Wie oben erläutert, tritt der Gravitationslinseneffekt, ein faszinierendes Phänomen in der Astrophysik, auf, wenn ein massereiches Objekt, beispielsweise eine Galaxie oder eine Galaxiengruppe, das Licht eines weiter entfernten Objekts, beispielsweise eines Sterns, einer Supernova oder einer Galaxie, beugt.

Dieser Krümmungseffekt ist ein Ergebnis von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie, die die Schwerkraft nicht als Kraft, sondern als eine durch Masse verursachte Krümmung der Raumzeit beschreibt.

Mechanik des Gravitationslinseneffekts

Im Wesentlichen funktioniert die Gravitationslinse wie ein natürliches Teleskop, das das Licht entfernter Himmelsobjekte vergrößert und verzerrt.

Astronomen nutzen diesen Effekt, um Objekte zu untersuchen, die zu schwach oder zu weit entfernt sind, um sie direkt beobachten zu können. Sie sind zu einem entscheidenden Werkzeug bei der Erforschung des Universums geworden und helfen dabei, entfernte Galaxien zu entdecken, dunkle Materie zu kartieren und die Expansionsrate des Universums zu untersuchen.

Arten von Gravitationslinsen

Es gibt drei Arten von Gravitationslinsen: starke, schwache und mikroskopische. Eine leistungsstarke Linse erzeugt mehrere Bilder, Bögen oder sogar ringartige Strukturen, sogenannte Einstein-Ringe, um den Linsenkörper.

Eine schwache Linsenwirkung verändert, obwohl sie optisch weniger dramatisch ist, die Formen der Hintergrundgalaxien leicht und liefert wichtige Informationen über die Verteilung der Dunklen Materie.

Mikrolinsen hingegen treten auf, wenn ein Stern vor einem anderen Stern vorbeizieht, was zu einem vorübergehenden Anstieg der Helligkeit führt.

Auswirkungen auf Astronomie und Physik

Der Gravitationslinseneffekt ist auch ein aussagekräftiger Test für Einsteins Theorie und untermauert konsequent seine Vorhersagen darüber, wie die Schwerkraft das Licht beeinflusst.

Das Hubble-Weltraumteleskop und andere bodengestützte Observatorien haben atemberaubende Bilder dieses Phänomens aufgenommen und damit nicht nur wissenschaftliche Erkenntnisse, sondern auch visuell beeindruckende Beweise für die komplexe Funktionsweise unseres Universums geliefert.

Kurz gesagt, mit fortschreitender Technologie erweitert der Gravitationslinseneffekt unser Verständnis des Universums weiter und enthüllt die Geheimnisse der Dunklen Materie, der Entstehung von Galaxien und des Gefüges der Raumzeit selbst.

Bildnachweis: NASA, ESA, CSA, STScI, Justin Bierle (STScI) und Andrew Newman (Carnegie Institution for Science).

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