แสงจากซูเปอร์โนวาที่ปล่อยออกมาเพียงหกชั่วโมงหลังจากการระเบิดของดาวฤกษ์

ครั้งแรกถูกสังเกตเห็นพร้อมกับแสงที่ปล่อยออกมาในอีกสองและแปดวันต่อมา การสังเกตการณ์นี้จัดทำโดยทีมงานนานาชาติโดยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (HST) ซูเปอร์โนวายังมีความโดดเด่นที่เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 11,500 ล้านปีก่อน เมื่อเอกภพยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แสงสลัวสามารถมองเห็นได้เนื่องจากผลของเลนส์โน้มถ่วงของดาราจักรที่อยู่ระหว่างโลกกับซูเปอร์โนวา

• บทความอื่น ๆ : boulderhomevet.com

นักวิทยาศาสตร์ซึ่งมีงานวิจัยที่อธิบายไว้ในNatureได้ค้นพบซูเปอร์โนวาในเอกสารภาพถ่ายจาก HST แสงจากซูเปอร์โนวาถูกเลนส์แรงโน้มถ่วงโดยกระจุกดาราจักร Abell 370 ทำให้มันปรากฏสามครั้งในภาพเดียวกัน ซูเปอร์โนวาเกิดขึ้นในดาราจักรแคระหลัง Abell 370

“เราพบการระเบิดของซูเปอร์โนวาที่อยู่ห่างไกลในภาพเดียวโดย HST ของ NASA ซึ่งแสดงช่วงเวลาที่แตกต่างกัน 3 ช่วงในช่วงแรกของการระเบิด” เหวินเล่ย เฉินผู้เขียนนำของ วารสาร Natureซึ่งประจำอยู่ที่มหาวิทยาลัยมินนิโซตาในสหรัฐอเมริกากล่าว เขาบอกกับ Physics World ว่า “ซุปเปอร์โนวาที่แกนกลางยุบตัวเช่นนี้ถือเป็นจุดจบของดาวฤกษ์มวลมาก ซึ่งมีอายุสั้นเพราะพวกมันเผาไหม้อย่างรวดเร็วเมื่อเทียบกับดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อย”

ยักษ์แดงเมื่อแกนกลางของดาวระเบิด คลื่นกระแทกก็พุ่งเข้ามาซึ่งทำให้ส่วนนอกของดาวร้อนขึ้น ทำให้มันขยายตัวและเย็นลงตลอดทาง สิ่งนี้ทำให้เกิดเส้นโค้งของแสง (ความสว่างของดาวฤกษ์เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาอย่างไร) ด้วยรูปร่างที่แตกต่างออกไปซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดของดาวที่ระเบิด จากสิ่งนี้ ทีมงานประเมินว่ารัศมีของดาวฤกษ์ต้นกำเนิดนั้นใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ประมาณ 530 เท่า ซึ่งเป็นขนาดที่สอดคล้องกับซุปเปอร์ไจแอนต์สีแดง การเลื่อนสีแดงอย่างมีนัยสำคัญของเส้นโค้งแสงของดาวหมายความว่าเอกภพมีอายุเพียง 2.2 พันล้านปีเมื่อซุปเปอร์โนวาเกิดขึ้น

“นี่เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์สามารถวัดขนาดของดาวยักษ์ที่กำลังจะตายได้เมื่อกว่า 10 พันล้านปีก่อน” เฉินอธิบาย “โดยปกติแล้ว ซุปเปอร์โนวาที่อยู่ห่างไกลจะจางเกินกว่าจะตรวจจับและระบุได้โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ที่มีอยู่”

สมาชิกในทีมJose Maria Diegoจาก Instituto de Física de Cantabria ของสเปน อธิบายว่าเหตุใดการตรวจจับนี้จึงมีความสำคัญมาก “สิ่งที่ทำให้ซุปเปอร์โนวานี้มีความพิเศษคือการที่เราได้เห็นช่วงเวลาแรกหลังการระเบิด” ดิเอโกบอกกับPhysics World “โดยปกติแล้วซุปเปอร์โนวาจะอยู่ใกล้เรามากขึ้น นี่อาจอยู่ในห้าอันดับแรกหรือซุปเปอร์โนวาที่ห่างไกลที่สุดเท่าที่เคยพบมา”

ดิเอโกยังชี้ให้เห็นว่าซุปเปอร์โนวาที่แกนกลางยุบตัวประเภทนี้ถูกเรียกว่า “แท่งเทียนมาตรฐาน” โดยนักดาราศาสตร์ เนื่องจากเส้นโค้งของแสงของพวกมันถูกกำหนดมาอย่างดีจนสามารถใช้วัดระยะทางของจักรวาลได้ ซึ่งหมายความว่าการค้นหาตัวอย่างแรกเริ่มเช่นนี้สามารถช่วยทดสอบแบบจำลองวิวัฒนาการของจักรวาลได้

ทฤษฎีของไอน์สไตน์อันที่จริง ซูเปอร์โนวานี้มองเห็นได้เนื่องจากปรากฏการณ์ความโน้มถ่วงที่เกิดขึ้นจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ในปี 1915 เท่านั้น ทฤษฎีกล่าวว่าวัตถุขนาดใหญ่ เช่น กาแล็กซีทำให้เกิดการเสียรูปอย่างมากในอวกาศ-เวลาใกล้เคียง และการเสียรูปนี้จะทำให้วิถีโคจรของแสงที่ผ่านเข้าใกล้กาแล็กซีโค้งงอ

ผลที่ตามมาคือ กาแล็กซีสามารถทำหน้าที่เป็นเลนส์ความโน้มถ่วงที่สามารถโฟกัสแสงจากดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลมายังโลก ทำให้นักดาราศาสตร์มองเห็นดาวได้กว้างขึ้น เลนส์ความโน้มถ่วงยังสามารถสร้างภาพหลายภาพของดาวดวงเดียวกันที่แยกออกจากกันในอวกาศ

วัตถุที่มีเลนส์ขนาดมหึมาซึ่งมีหน้าที่ทำให้ซูเปอร์โนวาที่อยู่ห่างไกลปรากฏขึ้น 3 ครั้งในภาพฮับเบิลคือกระจุกดาราจักร Abell 370 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกเกือบ 5 พันล้านปีแสงในกลุ่มดาวซีตัส

ลำดับเวลาแสงในแต่ละภาพทั้งสามพาเส้นทางมายังโลกต่างกัน และเส้นทางเหล่านี้มีความยาวต่างกัน ซึ่งหมายความว่าภาพแสดงดาวตามลำดับเวลาที่แตกต่างกันสามครั้งภายในแปดวันหลังการระเบิดอ่านเพิ่มเติมเลนส์โน้มถ่วงสร้าง ‘กากบาทของไอน์สไตน์’ ของซุปเปอร์โนวาที่อยู่ห่างไกล

“ข้อเท็จจริงที่ว่าหนึ่งในภาพนั้นตรงกับเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมงหลังการระเบิดถือเป็นการค้นพบที่น่าทึ่ง” ดิเอโกกล่าวเสริม “เรามักจะเห็นซูเปอร์โนวาหลายวันหรือหลายสัปดาห์หลังจากระเบิด มีเพียงซูเปอร์โนวาที่ระเบิดใกล้เราเท่านั้นที่สังเกตเห็นได้ไม่กี่ชั่วโมงหลังการระเบิด เราไม่เคยเห็นซูเปอร์โนวาในยุคแรกเริ่มในระยะนี้มาก่อน”

Chen กล่าวว่าทีมงานวางแผนที่จะใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศ James Webb เพื่อตรวจสอบซูเปอร์โนวาเพิ่มเติมและค้นหาซูเปอร์โนวาที่มีเลนส์ความโน้มถ่วงมากขึ้นในเอกภพยุคแรก เขาเสริมว่าการค้นพบซูเปอร์โนวาที่แกนกลางยุบตัวซึ่งอยู่ห่างไกลมากขึ้นน่าจะช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจการก่อตัวของดาวฤกษ์ในเอกภพยุคแรกได้ดีขึ้น