تأخیر در ظهور مجدد یک ابرنواختر می‌تواند به حل تنش هابل کمک کند

مسیر پرپیچ و خم طی شده توسط نور از یک ابرنواختر دور در صورت فلکی نهنگ ممکن است در چند دهه‌ی دیگر به محققان در تعیین سرعت انبساط جهان کمک کند.

حدود 10 میلیارد سال پیش، ستاره‌ای در کهکشان دورافتاده‌ای به نام MRG-M0138 منفجر شد. سپس بخشی از نور ناشی از آن انفجار با یک عدسی گرانشی برخورد کرد که یک خوشه‌ی کهکشانی بود که گرانش آنها نور را به مسیرهای مختلف بصورت واگرا فرستاد. در سال 2016، ابرنواختر در آسمان زمین به صورت سه نقطه نور متمایز ظاهر شد، که هر کدام سه مسیر مختلف را برای رسیدن نور به اینجا مشخص می‌کرد.

اکنون، محققان پیش‌بینی می‌کنند که ابرنواختر در اواخر دهه‌ی 2030 دوباره ظاهر می‌شود. تیم این پژوهش در 13 سپتامبر در Nature Astronomy گزارش داد که تأخیر زمانی – طولانی‌ترین زمانی که از یک ابرنواختر با عدسی گرانشی دیده شده است – می‌تواند برآورد دقیق‌تری برای فاصله تا کهکشان میزبانِ ابرنواختر ارائه دهد. و این، به نوبه خود، ممکن است به اخترشناسان اجازه دهد تا برآوردهای ثابت هابل (پارامتری که سرعت انبساط جهان را توصیف می‌کند) را اصلاح کنند.

سه نقطه‌ی اصلی نور در تصاویری از تلسکوپ فضایی هابل ظاهر شد. استیو رودنی، ستاره‌شناس دانشگاه کارولینای جنوبی در کلمبیا می‌گوید: “این فقط یک تصادف بود.” سه سال بعد، هنگامی که هابل بار دیگر کهکشان را مشاهده کرد، گابریل برامر، ستاره‌شناس دانشگاه کپنهاگ متوجه شد که هر سه نقطه نور که نشان‌دهنده‌ی یک ابرنواختر است، ناپدید شده‌اند.

رودنی و همکارانش با محاسبه‌ی اینکه چگونه گرانش خوشه در حال تغییر مسیر پرتوهای نور ابرنواختر است، پیش‌بینی می‌کنند که این ابرنواختر در سال 2037 یا چند سال دیگر دوباره ظاهر شود. تقریباً در آن زمان، ممکن است هابل در جو زمین بسوزد، بنابراین تیم رودنی این ابرنواختر را “SN Requiem” می‌نامند.

با توجه به همزمانی نابودی تلسکوپ فضایی هابل در جو زمین و درخشش این ابرنواختر، رودنی می‌گوید : “این انفجار و درخشش ابرنواختر می‌تواند نوعی مرثیه برای تلسکوپ فضایی هابل باشد.” تیم محاسبه می‌کند که پنجمین نقطه‌ی نور ناشی از انفجار ابرنواختری، برای مشاهده بسیار ضعیف است و نور آن ممکن است در حدود سال 2042 به زمین برسد.

تأخیر ۲۱ ساله پیش‌بینی شده-از 2016 تا 2037- رکوردی برای یک ابرنواختر است. در مقابل، اولین عدسی گرانشی که تا به حال پیدا شده است – تصاویر دوقلو از کوازار در سال 1979 – تنها 1.1 سال تأخیر دارد.

پیش‌بینی رودنی مورد تأیید همه نیست. رودلف شیلد، اخترفیزیکدان مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونیان در کمبریج، ماساچوست، که اولین کسی بود که تأخیر زمانی دو کوازار را اندازه‌گیری کرد، می‌گوید: “پیش‌بینی زمان تأخیر بسیار دشوار است.” وی همچنین افزود : ” توزیع ماده‌ی تاریک در کهکشان میزبان ابرنواختر و خوشه‌ای که نور ابرنواختر را تقسیم می‌کند، چنان نامشخص است که تصویر بعدی SN Requiem می‌تواند خارج از سالهایی باشد که تیم رودنی مشخص کرده است.”

پاتریک کلی، ستاره‌شناس دانشگاه مینه‌سوتا در مینیاپولیس که در این پروژه‌ی جدید مشارکت نداشت می‌گوید : “هنگامی که تصویر ابرنواختر ظاهر می‌شود ، “این اندازه‌گیری فوق العاده دقیق” تأخیر زمانی دارد. این به این دلیل است که عدم قطعیت در تأخیر زمانی در مقایسه با مدت زمان فوق‌العاده‌‌ی خود تأخیر زمانی، بسیار مقدار کوچکی خواهد بود.”

این تأخیر، همراه با توصیف دقیق نحوه‌ی تابش پرتوهای نور از میان خوشه‌ی کهکشانی، می‌تواند بحث بر سر ثابت هابل را تحت تأثیر قرار دهد. از نظر عددی، ثابت هابل برابراست با سرعت یک کهکشان دور از ما (که در حال دورشدن است)، تقسیم بر فاصله تا آن کهکشان. بنابراین برای یک کهکشان مشخص با سرعت شناخته شده، فاصله تخمینی بزرگتر منجر به عدد کمتری برای ثابت هابل می‌شود.

این عدد یکبار با ضریب دو، مورد اختلاف بود اما امروزه دامنه بسیار محدودتر است، از 67 تا 73 کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک. اما این گسترش هنوز سن دقیق جهان را مشخص نکرده است. سن متداول 13.8 میلیارد سال مربوط به ثابت هابل با مقدار عددی 67.4 است. چنانچه ثابت هابل بالاتر باشد، ممکن است جهان حدود یک میلیارد سال جوانتر باشد.

هر چه بیشتر طول بکشد تا SN Requiem دوباره ظاهر شود، کهکشان میزبان از زمین دورتر می‌شود که به معنی ثابت هابل پایین‌تر و جهان پیرتر است. بنابراین اگر بحث بر سر ثابت هابل تا دهه‌ی 2030 ادامه پیدا کند، تاریخ دقیقی که ابرنواختر زنده می‌شود می‌تواند به حل اختلاف و تعیین یک پارامتر اساسی کیهان‌شناسی کمک کند.