تلسکوپ هابل تصویری از یک ابرنواختر را در سه زمان مختلف ثبت کرد

در چند دهه‌ی گذشته، بشر به قابلیت‌های بهتری در رصد ابرنواخترها دست یافته است. تلسکوپ‌های فضایی امروزه می‌توانند فوتون‌های پرانرژی را تشخیص دهند و منبع آن‌ها را محاسبه کنند. برخی از تلسکوپ‌های نقشه‌برداری خودکار هم هر‌شب از بخش‌هایی از آسمان عکس‌برداری می‌کنند و به نرم‌افزار تحلیل تصویری اجازه می‌دهند که منابع جدید نور را شناسایی کنند.

بااین‌حال، گاهی بخت‌واقبال هم نقش مهمی ایفا می‌کند. برای مثال، یک ابرنواختر در یکی از تصاویر هابل مربوط به سال ۲۰۱۰ دیده شده است؛ اما به‌دلیل پدیده‌ی همگرایی یا لنز گرانشی، این رویداد در سه موقعیت متفاوت از میدان دید هابل ظاهر شده است. سه موقعیت یادشده به زمان‌های متفاوتی پس از انفجار ابرنواختری مربوط هستند و بدین‌ترتیب پژوهشگران توانستند بازه‌ی زمانی پس از ابرنواختر را به یکدیگر وصل کنند.

پژوهش جدید مبتنی‌بر جست‌وجوی آرشیوهای تصاویر قدیمی هابل است که رویدادهای گذرا را ثبت کردند. در این نمونه، پژوهشگران به‌دنبال رویدادهایی بودند که دچار همگرایی یا لنز گرانشی شدند. لنز گرانشی وقتی رخ می‌دهد که جرمی سنگین پیش‌زمینه فضا را به‌گونه‌ای خم می‌کند که باعث ایجاد اثری همگرا شود. بدین‌ترتیب، مسیر نوری که از پشت لنز سرچشمه می‌گیرد، از دیدگاه ناظر زمینی خم می‌شود.

ازآن‌‌‌جاکه دقت لنزهای گرانشی به اندازه‌ی دقت لنزهای ساخت دست انسان نیستند، اغلب انحراف‌های عجیبی را در اجرام پس‌زمینه به‌وجود می‌آورند یا در بسیاری از نمونه‌ها باعث بزرگ‌نمایی اجرام در چند موقعیت متفاوت می‌شوند. به‌نظر می‌رسد این اتفاق در تصویر هابل رخ داده است و سه تصویر کاملاً مجزا از یک رویداد گذرا در میدان دید هابل وجود دارند. تصاویر دیگر از این منطقه انطباق آن با یک کهکشان را نشان می‌دهند. تحلیل نور کهکشان هم یک اثر انتقال به سرخ را به‌نمایش می‌گذارد. براساس این اثر، نور جرم مربوط به ۱۱ میلیارد سال پیش است.

در سمت چپ تصویر کامل هابل را می‌بینید. در سمت راست تصاویر مختلفی از جرم لنزگرانشی‌شده را مشاهده می‌کنید.

با‌‌‌‌‌توجه‌‌‌‌به درخشش نسبی و ظاهر و موقعیت جرم یادشده در کهکشان، به‌احتمال زیاد این جرم یک ابرنواختر است. در این فاصله، بسیاری از فوتون‌های پرانرژی تولید‌شده در ابرنواختر دچار اثر انتقال به سرخ در محدوده‌ی نور مرئی طیف شده‌اند و بدین‌ترتیب، هابل توانست این رویداد را ثبت کند.

ناگفته نماند مدل بعداً نشان داد لنز گرانشی بر زمان‌بندی رسیدن نور تأثیر گذاشته است. لنزهای گرانشی باعث می‌شوند نور مسیرهایی با طول متفاوت را بین ناظر و منبع طی کند. ازآن‌‌‌جاکه نور با سرعتی ثابت حرکت می‌کند، این تفاوت مسیر به‌معنی زمان‌های متفاوت رسیدن نور به مقصد است.

در شرایط عادی که می‌شناسیم، این اختلاف تفاوت چندان تأثیرگذار نیست؛ اما در مقیاس‌های کیهانی می‌تواند تفاوت‌های چشمگیری به‌وجود آورد. پژوهشگران مجدداً با استفاده از مدل لنز گرانشی، تأخیرهای احتمالی را تخمین زدند. تصویر دوم در‌مقایسه‌با تصویر اول ۲/۴ روز تأخیر و تصویر سوم ۷/۷ روز تأخیر با عدم‌قطعیت یک روز در تمام تخمین‌ها داشتند.

با بررسی داده‌های هابل و مقایسه‌ی آن‌ها با انواع مختلف ابرنواخترهایی که در جهان مدرن عکس‌برداری شدند، ممکن است این تصاویر حاصل انفجار یک ستاره‌ی ابرغول آبی یا سرخ باشند. ویژگی‌های دقیق این رویداد منطبق با یک ابرغول سرخ هستند که در زمان انفجار ازلحاظ اندازه ۵۰۰ برابر خورشید بوده است.

شدت نور در طول‌موج‌های مختلف، نشانه‌ای برای دمای انفجار است. براساس تصاویر اولیه، دمای انفجار در شش ساعت پس از انفجار به صدهزار کلوین می‌رسید. براساس آخرین تصویر، دما در بازه‌ی هشت روز بین دو تصویر تا ده‌هزار کلوین کاهش یافت.

بدیهی است که ابرنواخترهای جدیدتر و نزدیک‌تری وجود دارند که اگر بخواهیم فرایندهای انفجار ستاره‌ای عظیم را درک کنیم، می‌توانیم آن‌ها را با جزئیات بیشتری مطالعه کنیم. اگر بتوانیم تعداد بیشتری از این ابرنواخترهای همگرا‌شده را در گذشته‌های دور پیدا کنیم، می‌توانیم نکات زیادی را درباره‌ی جمعیت ستاره‌های جهان آغازین فرا‌بگیریم.

در‌حال‌حاضر، این دومین یافته‌ از این نوع است. مؤلفان مقاله در تلاش هستند تا برخی استنباط‌ها را از یافته‌ی جدیدشان استخراج کنند؛ اما بدیهی است که این استنباط‌ها عدم‌قطعیت بیشتری خواهند داشت. درنتیجه، از بسیاری جهات ابرنواختر رصدشده به ما کمک نمی‌کند تا به پیشرفت چشمگیری در درک جهان برسیم؛ اما به‌عنوان نمونه‌‌ای از پیامدهای عجیب نیروهای حاکم بر رفتار جهان، بسیار تأثیرگذار است.