Webb ontdekt gelenste supernova op 10 miljard lichtjaar van de aarde
Een Type Ia-supernova met de naam Encore is de tweede supernova met meerdere afbeeldingen die is gedetecteerd in MRG-M0138, een sterrenstelsel op ongeveer 10 miljard lichtjaar afstand in de richting van het sterrenbeeld Cetus – Walvis.
In November 2023 observeerden astronomen met behulp van de Webb Space Telescope een enorme cluster van sterrenstelsels genaamd MACS J0138.0-2155.
Door het zwaartekrachtlenseffect lijkt het MRG-M0138-stelsel vervormd door de krachtige zwaartekracht van de tussenliggende cluster van sterrenstelsels.
Naast kromtrekken en vergroten van het verre sterrenstelsel, produceert de zwaartekrachtlenswerking veroorzaakt door MACS J0138.0-2155 vijf verschillende afbeeldingen van MRG-M0138.
In 2019 kondigden astronomen de verrassende ontdekking aan van een supernova in MRG-M0138, zoals te zien is op afbeeldingen van de Hubble Space Telescope, gemaakt in 2016.
Toen een andere groep astronomen de nieuwste Webb-beelden onderzocht, ontdekten ze tot hun verbazing dat hetzelfde sterrenstelsel zeven jaar later de thuisbasis is van een tweede supernova.
“Wanneer een supernova achter een zwaartekrachtlens ontploft bereikt het licht de Aarde via verschillende paden”, aldus Dr. Justin Pierel van het Space Telescope Science Institute en Dr. Andrew Newman van de Observatoria van het Cargenie Institution for Science.
“We kunnen deze paden vergelijken met meerdere treinen die tegelijkertijd een station verlaten, allemaal met dezelfde snelheid rijden en op weg zijn naar dezelfde locatie.”
“Elke trein neemt een andere route en door de verschillen in reisduur en terrein komen de treinen iet tegelijkertijd op hu bestemming aan.”
“Op dezelfde manier verschijnen supernovabeelden met zwaartekrachtlenzen voor astronomen gedurende dagenweken of zelfs jaren.”
Door verschillen te meten in de tijdstippen waarop de supernovabeelden verschijnen, kunnen astronomen de geschiedenis van de uitdijingssnelheid van het heelal meten, bekend als de Hubbleconstante, wat vandaag de dag een grote uitdaging is in de kosmologie.
Het addertje onder het gras is dat deze meervoudige afgebeelde supernova’s uiterst zeldzaam zijn: tot nu toe zijn er minder dan een dozijn gedetecteerd. Binnen deze kleine club viel de supernova uit 2016 in MRG-M0138, genaamd Requiem, om verschillende redenen op.
Ten eerste was de afstand 10 miljard lichtjaar. Ten tweede was de supernova waarschijnlijk van hetzelfde type (Type Ia) dat wordt gebruikt als een “standaardkaars” om kosmische afstanden te meten. Ten derde voorspelden modellen dat een van de supernovabeelden zo wordt vertraagd door zijn pad door de externe zwaartekracht van de cluster dat hij pas halverwege 2030 aan ons zal verschijnen.
Helaas was het, omdat Requiem pas in 2019 werd ontdekt, lang nadat de supernova uit het zicht was verdwenen, niet mogelijk om voldoende gegevens te verzamelen om de Hubbleconstante te meten.
Nu hebben astronomen een tweede supernova met zwaartekrachtlenzen gevonden in hetzelfde sterrenstelsels als Requiem en die hebben ze Encore genoemd.
Met behulp van deze Webb-afbeeldingen willen de onderzoekers de Hubbleconstante meten en bevestigen op basis van deze meervoudige afgebeelde supernova. Het is bevestigd dat Encore een standaardkaars of Type Ia-supernova is, waardoor Encore en Requiem verreweg het verste paar “broers en zussen” van een standaardkaars-supernova zijn dat ooit is ontdekt.
Supernova’s zijn normaal gesproken onvoorspelbaar, maar in dit geval weten astronomen wanneer en waar ze moeten kijken om de laatste optredens van Requiem en Encore te zien.
Infraroodwaarnemingen rond 2035 zullen hun laatste hoera teweegbrengen en een nieuwe en nauwkeurige meting van de Hubbleconstante opleveren, aldus de onderzoekers.
Eerste publicatie: 24 december 2023
Bron: sci-news
