Özellikle astronomide tahmin yapmak zordur. Bununla birlikte, yaklaşan ay ve güneş tutulmalarının zamanlaması ve bazı kuyruklu yıldızların saat gibi geri dönüşü gibi gökbilimcilerin güvenebileceği birkaç tahmin var.
Şimdi, güneş sisteminin çok ötesine bakan gökbilimciler, galaksiler arası uzayın derinliklerinde meydana gelen bir olayın sağlam bir tahminini eklediler: 2037 yılı civarında görünecek olan, Supernova Requiem adlı patlayan bir yıldızın görüntüsü. çıplak gözle, gelecekteki bazı teleskoplar onu tespit edebilmelidir.
Bu gelecekteki görünümün, aynı süpernovanın, kozmik bir yakınlaştırma lensi gibi hareket eden devasa bir ön plan gökada kümesi tarafından büyütülmüş, aydınlatılmış ve ayrı görüntülere bölünmüş dördüncü bilinen görünümü olacağı ortaya çıktı. Süpernovaya ait üç görüntü ilk olarak 2016 yılında NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu tarafından alınan arşiv verilerinden bulundu.
Birden fazla görüntü, canavar gökada kümesinin çok arkasındaki süpernovadan gelen ışığı çarpıtan ve büyüten güçlü yerçekimi tarafından üretilir, buna kütleçekimsel merceklenme adı verilir. İlk olarak Albert Einstein tarafından tahmin edilen bu etki, uzaktaki bir nesnenin görüntüsünü büyütmek için bir cam merceğin ışığı bükmesine benzer.
Tek bir Hubble enstantanesinde yakalanan küçük noktalar olarak görülen üç mercekli süpernova görüntüsü, patlama sonrasındaki ışığı temsil ediyor. Noktalar, zamanla soğudukça sönen patlamanın üç farklı aşamasını gösteren parlaklık ve renk bakımından farklılık gösterir.
Columbia’daki South Carolina Üniversitesi’nden baş araştırmacı Steve Rodney, “Bu yeni keşif, varış zamanlarındaki gecikmeyi gerçekten ölçebildiğimiz, çoklu görüntüye sahip bir süpernovanın üçüncü örneğidir” dedi. “Üçünün en uzak olanı ve öngörülen gecikme olağanüstü uzun. Geri gelip, 2037’de, artı veya eksi birkaç yıl içinde olacağını tahmin ettiğimiz son varış noktasını görebileceğiz.”
Hubble’ın kümeden yakaladığı ışık, MACS J0138.0-2155’in Dünya’ya ulaşması yaklaşık dört milyar yıl sürdü. Supernova Requiem’den gelen ışığın, ev sahibi galaksinin mesafesine bağlı olarak yolculuğu için tahmini 10 milyar yıla ihtiyacı vardı.
Takımın süpernova’nın geri dönüş görünümüne ilişkin tahmini, süpernova ışığının galaktik gruplaşmadaki kümelenmiş karanlık madde labirentinde izlediği çeşitli yolları tanımlayan kümenin bilgisayar modellerine dayanmaktadır. Karanlık madde, evrenin maddesinin büyük bir kısmını oluşturan ve galaksilerin ve galaksi kümelerinin üzerine inşa edildiği iskele olan görünmez bir malzemedir.
Büyütülmüş her görüntü, küme boyunca farklı bir yol izler ve kısmen süpernova ışığının izlediği yolların uzunluğundaki farklılıklar nedeniyle Dünya’ya farklı bir zamanda ulaşır.
Rodney, “Ne zaman bir galaksi veya galaksi kümesi gibi çok büyük bir nesnenin yakınından bir ışık geçse, Einstein’ın genel görelilik kuramının bize herhangi bir kütle için mevcut olduğunu söylediği uzay-zaman eğriliği, ışığın o kütle etrafındaki yolculuğunu geciktirir” dedi. .
Süpernova’nın çeşitli ışık yollarını, aynı anda bir istasyondan ayrılan, hepsi aynı hızda hareket eden ve aynı yere giden birkaç trene benzetiyor. Ancak her tren farklı bir rota izler ve her rotanın mesafesi aynı değildir. Trenler farklı arazilerde farklı hat uzunluklarında seyahat ettikleri için varış noktalarına aynı anda varmazlar.
Ek olarak, 2037’de ortaya çıkması öngörülen mercekli süpernova görüntüsü, aynı süpernovanın diğer görüntülerinin gerisinde kalıyor çünkü ışığı, en yoğun miktarda karanlık maddenin bulunduğu kümenin ortasından geçiyor. Kümenin muazzam kütlesi ışığı bükerek daha uzun zaman gecikmesi üretir. Rodney, “Bu son gelen, çünkü bir vadinin derinliklerine inip tekrar yukarı tırmanması gereken bir tren gibi. Bu, ışık için yapılan en yavaş yolculuk türüdür,” diye açıkladı.
Lensli süpernova görüntüleri, Danimarka’daki Kopenhag Üniversitesi, Niels Bohr Enstitüsü’ndeki Kozmik Şafak Merkezi’nde ortak yazar olan Gabe Brammer tarafından 2019’da keşfedildi. Brammer, Çözümlenmiş QUIEscent Büyütülmüş Gökadalar (REQUIEM) adlı devam eden bir Hubble programının parçası olarak ön plandaki devasa gökada kümeleri tarafından büyütülmüş uzak gökadaları analiz ederken yansıtılmış süpernova görüntülerini tespit etti.
2019’daki yeni REQUIEM verilerini, 2016’da farklı bir Hubble bilim programından alınan arşiv görüntüleri ile karşılaştırıyordu. 2016 verilerindeki küçük kırmızı bir nesne gözüne çarptı ve başlangıçta çok uzak bir galaksi olduğunu düşündü. Ancak 2019 görüntülerinde kaybolmuştu.
“Ama sonra, 2016 verilerini daha fazla incelediğimde, aslında iki kırmızı ve bir mor olmak üzere üç büyütülmüş nesne olduğunu fark ettim” diye açıkladı. “Üç cismin her biri uzaktaki devasa bir galaksinin mercekli bir görüntüsü ile eşleştirildi. Hemen bana bunun uzak bir galaksi olmadığını, aslında bu sistemdeki geçici bir kaynak olduğunu ve 2019 görüntülerinde bir ışık gibi gözden kaybolduğunu söyledi. fırlamış olan ampul.”
Brammer, sistemin daha ileri bir analizini yapmak için Rodney ile birlikte çalıştı. Mercekli süpernova görüntüleri, kümenin çekirdeği etrafında bir yay şeklinde düzenlenmiştir. Süpernovaya ev sahipliği yapan galaksinin büyütülmüş enstantane görüntüleri olduğu düşünülen bulaşmış turuncu özelliklerin yanında küçük noktalar olarak görünüyorlar.
Çalışmanın ortak yazarı Fransa’daki Lyon Üniversitesi’nden Johan Richard, kümedeki karanlık madde miktarının bir haritasını üretti ve ürettiği mercekten çıkardı. Harita, mercekli nesnelerin tahmini konumlarını gösterir. Bu süpernovanın 2042’de tekrar ortaya çıkacağı tahmin ediliyor, ancak o kadar soluk olacak ki araştırma ekibi görünmeyeceğini düşünüyor.
Patlayıcı olayın tekrarını yakalamak, gökbilimcilerin dört süpernova görüntüsünün tümü arasındaki zaman gecikmelerini ölçmelerine yardımcı olacak ve bu da, patlayan yıldızın ışığının kaplaması gereken çarpık uzay arazisinin türüne dair ipuçları sunacak. Bu ölçümlerle donanan araştırmacılar, kümenin kütlesini haritalayan modellerde ince ayar yapabilirler. Büyük gökada kümelerinin kesin karanlık madde haritalarını geliştirmek, gökbilimcilerin evrenin genişleme hızını ölçmelerinin ve yerçekimine karşı çalışan ve kozmosun daha hızlı genişlemesine neden olan gizemli bir enerji biçimi olan karanlık enerjinin doğasını araştırmalarının başka bir yoludur.
Rodney, bu zaman geciktirme yönteminin değerli olduğunu çünkü evrenin genişleme hızını ölçmenin daha doğrudan bir yolu olduğunu açıkladı. “Bu uzun süreli gecikmeler özellikle değerlidir, çünkü sadece sabırlı olursanız ve bu durumda nihai görüntünün geri dönmesi için yıllarca, bu durumda on yıldan fazla bir süre beklerseniz, bu gecikme süresinin iyi ve kesin bir ölçümünü alabilirsiniz” dedi. “Bu, evrenin genişleme hızını hesaplamak için tamamen bağımsız bir yoldur. Gelecekte gerçek değer, kesinliği artırmak için bunlardan daha büyük bir örnek kullanmak olacaktır.”
NASA’nın Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu’nun lansmanı ve Vera C. Rubin Gözlemevi’ndeki operasyonların başlamasıyla birlikte, süpernovaların mercekli görüntülerini tespit etmek önümüzdeki 20 yıl içinde giderek yaygınlaşacak. Her iki teleskop da gökyüzünün geniş alanlarını gözlemleyecek ve bu da onların çok sayıda görüntülü süpernovayı daha tespit etmelerini sağlayacak.