Ši nuotrauka astronomams ne tik suteiks daugiau žinių apie tolimų supernovų dinamiką, bet ir padės pagerinti suvokimą apie tamsiosios materijos pasiskirstymą lęšiavimo efektą sukeliančioje galaktikoje ir galaktikų spiečiuje, o taip pat leis patikrinti Einsteino bendrąją reliatyvumo teoriją (BRT) ir išmatuoti Visatos kosminio plėtimosi greitį, tikina mokslininkai.
Gravitacinis lęšis – tai didelė galaktika ar galaktikų grupė, kuri yra tarp stebėtojo (mūsų teleskopų) ir stebimo objekto, kuri dėl savo gravitacinio poveikio išlenkia šviesą, atsklindančią nuo šaltinio. Šis efektas, prognozuotas Alberto Einsteino BRT, pirmą kartą praktiškai pastebėtas 1979 metais. Kartais tolimas šviesos šaltinis , lęšiavimo efektą sukelianti galaktika ir stebėtojas išsidėsto idealiai tiesia linija – tuomet galima pamatyti „Einsteino žiedą“ - idealų šviesos, sklindančios nuo tolimo šaltinio, išlinkimą, kuris supa sunkų „lęšį“.
Bet jeigu šviesos kelyje pasitaiko vaizdą iškraipančių veiksnių, stebime dalinius šviesos lankus ar taškus. Priklausomai nuo santykinės kūnų pozicijos, tam tikrais atvejais gali būti matomi keturi šviesuliai, sudarantys Einsteino kryžių. Astronomai lęšiavimo efektą naudoja kaip „natūralų teleskopą“, kuriuo, pagal stebimo vaizdo iškreipimo stiprumą, galima nustatyti šį efektą sukuriančios galaktikos masę bei joje esančios tamsiosios materijos kiekį.
„Tai nuostabus atradimas“, – sakė vienas iš atradimo autorių, Kalifornijos universiteto Berkelyje (JAV) astronomas Alexas Filippenko. Anot jo, „astronomai stipriai lęšiuojamos supernovos ieškojo ištisus 50 metų ir galų gale vieną tokią surado“. Radinys iš tiesų labai retas – kad galima būtų pamatyti tokį vaizdą, reikia labai sėkmingo daugelio aplinkybių susiklostymo, be to, supernovos švytėjimas yra santykinai trumpalaikis.
Dar įdomiau yra tai, kad dabar, daugiau ar mažiau suprantant gravitacinio lęšiavimo ypatumus, mokslininkai jau žino, kad per ateinantį dešimtmetį prie keturių šviesulių atsiras ir penktas vaizdas. Tokiu būdu astronomai galės iš naujo stebėti supernovą, nes šviesa gali judėti skirtingais keliais aplink lęšį ir tiesiai per jį, o skirtingais keliais judanti šviesa mus pasiekia skirtingu metu. Tai yra itin reta ir naudinga, nes astronomija paprastai yra mokslas, kuriame galimybė kažką prognozuoti yra retenybė. „Kuo ilgesnis kelias, kuo stipresnis gravitacinis laukas, per kurį juda šviesa, tuo didesnis yra laiko skirtumas“, – sakė A. Filippenko.
Mokslininkai šviesos kelius nuo supernovos aplink lęšiuojantį galaktikų spiečių prognozavo kompiuteriniu modeliu. Jis rodo, kad prieš 10 ir prieš 50 metų jau pražiopsojome pirmąsias galimybes pamatyti supernovos žybsnius. Mokslininkai supernovą pavadino „SN Refsdal“ (velionio astrofiziko Sjuro Refsdalo garbei). Ji yra už maždaug 9,3 mlrd. šviesmečių (raudonasis poslinkis 1,5), ties stebimos Visatos pakraščiu. Lęšiuojanti galaktika yra už maždaug 5 mlrd. šviesmečių (raudonasis poslinkis 0,5) nuo Žemės.
Daug vaizdo pakartojimo galimybių
„Iš esmės mes gavome galimybę tą pačią supernovą stebėti keturis kartus ir išmatavome laiko skirtumus tarp šviesos atkeliavimo skirtinguose vaizduose. Tikimės, kad iš to ką nors sužinosime apie supernovą, apie tai, kokios žvaigždės sprogimo metu ji susidarė, o taip pat – apie gravitacinį lęšį“, – sakė kitas mokslininkų grupės narys, to paties universiteto mokslininkas Patrickas Kelly. Jis buvo pirmasis, pastebėjęs supernovą, peržiūrinėjant „Hubble“ teleskopo praėjusių metų lapkritį užfiksuotus vaizdus infraraudonajame spektre.
Galaktika, išsklaidžiusi supernovos šviesą, priklauso dideliam spiečiui – MACS J1149.6+2223 – kuris buvo aptiktas daugiau nei prieš dešimtmetį. 2009 metais astronomai paskelbė, kad šis spiečius sukūrė didžiausią žinomą spiralinės galaktikos atvaizdą, iki šiol pamatytą per gravitacinį lęšį. Tolimesnioji galaktika daugelyje nuotraukų matoma aplink arčiau esantį lęšio efektą sudarantį spiečių. Vienoje iš šios galaktikos šakų matoma supernova. „Raudonoji galaktika sukuria stiprų lęšiavimą, bet ji yra galaktikų spiečiaus, kuris dar padidina vaizdą, dalis. Taigi, iš tikrųjų mes turime dvigubo lęšio sistemą“, – aiškino P. Kelly.
Mokslininkas tikisi, kad matuojant laiko skirtumus tarp skirtingų supernovos fazių keturiose skirtingose nuotraukose bus galima tiksliau išmatuoti lęšiavimo efektą sukuriančios galaktikos masių pasiskirstymą, o taip pat – daugiau sužinoti apie Visatos plėtimąsi ir geometriją. Jeigu išaiškės, kad stebėtoji supernova yra Ia tipo (jų ryškumas yra daugiau ar mažiau standartinis), tuomet studijuojant jos spektrą būtų galima dar tiksliau apskaičiuoti ir medžiagos pasiskirstymą, ir kitus kosmologinius parametrus.
Mokslinio darbo ataskaitą publikavo žurnalas „Science“.