Dicembre 3, 2022

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Un’immagine di Hubble Supernova è stata scattata in tre momenti diversi

Un'immagine di Hubble Supernova è stata scattata in tre momenti diversi
Ingrandisci / A sinistra, l’immagine completa di Hubble. A destra, diverse immagini dell’oggetto con una lente gravitazionale.

NASA, ESA, STScI, Wenley Chen, Patrick Kelly

Negli ultimi decenni, siamo migliorati molto nell’osservare le supernove mentre accadono. I telescopi in orbita possono ora catturare i fotoni ad alta energia emessi e conoscerne la fonte, consentendo ad altri telescopi di effettuare rapide osservazioni. Alcuni telescopi a scansione automatizzata hanno ripreso le stesse parti del cielo notte dopo notte, consentendo ai programmi di analisi delle immagini di identificare nuove fonti di luce.

NASA, ESA, STScI, Wenley Chen, Patrick Kelly

Ma a volte, la fortuna gioca ancora un ruolo. È il caso di un’immagine di Hubble del 2010, in cui l’immagine ha catturato anche una supernova. Ma a causa della lente gravitazionale, il singolo evento è apparso in tre diverse posizioni all’interno del campo visivo di Hubble. Grazie alle stranezze su come funziona questo obiettivo, tutte e tre le posizioni sono state catturate in modo diverso volte Dopo che la stella è esplosa, consentendo ai ricercatori di ricostruire il corso del tempo dopo la supernova, sebbene sia stata osservata più di un decennio fa.

Mi servirà in tre copie

Il nuovo lavoro si basa sulla ricerca negli archivi di Hubble di vecchie immagini che accadono per catturare eventi fugaci: qualcosa che è in alcune foto di un sito ma non in altri. In questo caso, i ricercatori stavano cercando specificamente eventi modificati dalla gravità. Ciò si verifica quando un enorme oggetto frontale distorce lo spazio in modo tale da creare un effetto lente, piegando il percorso della luce che si origina dietro la lente dalla prospettiva terrestre.

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Poiché le lenti gravitazionali non sono neanche lontanamente così adatte come quelle che realizziamo, spesso creano strane distorsioni degli oggetti sullo sfondo o, in molti casi, le ingrandiscono in più posizioni. Questo sembra essere quello che è successo qui, poiché ci sono tre immagini distinte di un evento transitorio all’interno del campo visivo di Hubble. Altre immagini di quella regione indicano che il sito coincide con una galassia; L’analisi della luce di quella galassia indica uno spostamento verso il rosso che indica che la stiamo osservando com’era più di 11 miliardi di anni fa.

Data la luminosità relativa, l’apparizione improvvisa e la posizione all’interno della galassia, è probabile che questo evento sia una supernova. A questa distanza, molti dei fotoni ad alta energia prodotti in una supernova sono stati spostati in rosso nella regione visibile dello spettro, consentendo a Hubble di immaginarli.

Per capire di più sulla supernova di sfondo, il team ha elaborato come funziona l’obiettivo. È stato creato da un ammasso di galassie chiamato Abell 370 e l’assegnazione della massa di questo ammasso ha permesso loro di stimare le proprietà della lente che lo ha creato. Il modello di lente risultante indicava che c’erano già quattro immagini della galassia, ma nessuna immagine era abbastanza ingrandita da essere visibile; I tre che erano visibili sono stati ingranditi da fattori di quattro, sei e otto.

Ma il modello ha inoltre indicato che l’obiettivo ha influenzato anche i tempi di arrivo della luce. Le lenti gravitazionali costringono la luce a prendere percorsi tra la sorgente e l’osservatore di lunghezze variabili. E poiché la luce si muove a una velocità costante, queste diverse lunghezze significano che la luce impiega un tempo diverso per arrivare qui. Nelle condizioni che conosciamo, questa è una differenza impercettibilmente piccola. Ma su scala cosmica, fa una grande differenza.

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Ancora una volta, utilizzando un modello di lente, i ricercatori hanno stimato potenziali ritardi. Rispetto all’immagine precedente, la prima e la seconda immagine sono state ritardate di 2,4 giorni e la terza di 7,7 giorni, con un’incertezza di circa 1 giorno in tutte le stime. In altre parole, una singola immagine dell’area ha prodotto quella che era essenzialmente una traccia temporale di pochi giorni.

che cos ‘era questo

Controllando i dati di Hubble rispetto alle diverse classi di supernove che abbiamo immaginato nell’universo moderno, sono probabilmente causati dall’esplosione di una stella gigante rossa o blu. Le caratteristiche dettagliate dell’evento erano più adatte a una gigante rossa, che era circa 500 volte più grande del Sole al momento della sua esplosione.

L’intensità della luce a diverse lunghezze d’onda fornisce un’indicazione della temperatura dell’esplosione. La prima immagine indica che era di circa 100.000 K, indicando che lo stavamo osservando appena sei ore dopo l’esplosione. L’ultima immagine dell’obiettivo mostra che i detriti si sono già raffreddati a 10.000 K durante gli otto giorni tra le due diverse immagini.

È chiaro che ci sono supernove più recenti e più vicine che possiamo studiare più in dettaglio se vogliamo capire i processi che portano all’esplosione di una stella massiccia. Se riusciamo a trovare più supernove di questo tipo in un lontano passato, saremo in grado di dedurre cose sul numero di stelle che esistevano prima nella storia dell’universo. Ma per ora, questa è solo la seconda volta che lo troviamo. Gli autori del documento che descrivono si sforzano di trarre alcune conclusioni, ma è chiaro che tali conclusioni implicherebbero un alto grado di incertezza.

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Quindi, in molti modi, questo non ci aiuta a fare molti progressi nella comprensione dell’universo. Ma come esempio delle strane conseguenze delle forze che governano il comportamento dell’universo, è impressionante.

temperare la natura2022. DOI: 10.1038 / s41586-022-05252-5 (Informazioni sui DOI).

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