Σουπερνόβα: H περίπτωση του άστρου που πέθανε πέντε φορές

Χάρη σε ένα περίεργο οπτικό φαινόμενο που είχε προβλέψει τον περασμένο αιώνα ο Αϊνστάιν, η έκρηξη ενός μακρινού σουπερνόβα εμφανίστηκε ως πέντε διαφορετικά είδωλα στον ουρανό, ένα σπάνιο φαινόμενο που ίσως βοηθήσει στη λύση ενός μεγάλου κοσμολογικού μυστηρίου: πόσο γρήγορα επιταχύνεται η διαστολή του Σύμπαντος.

Το 2014, διεθνής ομάδα αστρονόμων έστρεψε το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble στο γαλαξιακό σμήνος Abell 370 και παρατήρησε στην ίδια εικόνα τέσσερα διαφορετικά είδωλα ενός σουπερνόβα με την ονομασία Refsdal, το οποίο εξερράγη πριν από περίπου 11 δισεκατομμύρια χρόνια.

Το σουπερνόβα (η έκρηξη ενός γερασμένου άστρου που εξάντλησε τα πυρηνικά του καύσιμα και κατέρρευσε κάτω από το ίδιο του το βάρος) εμφανίστηκε σε τέσσερις διαφορετικές θέσεις λόγω ενός φαινομένου που προκύπτει από τη γενική θεωρία της σχετικότητας και ονομάζεται «βαρυτικός φακός».

Η γενική σχετικότητα προβλέπει ότι τα σώματα μεγάλης μάζας καμπυλώνουν τις ακτίνες φωτός, περίπου όπως συμβαίνει και με τους οπτικούς φακούς.

Στη συγκεκριμένη περίπτωση, οι ακτίνες φωτός από την έκρηξη του σουπερνόβα καμπυλώθηκαν από το βαρυτικό πεδίο του γαλαξιακού σμήνους και έφτασαν στη Γη ακολουθώντας τέσσερις διαφορετικές διαδρομές, οι οποίες δημιούργησαν τέσσερα είδωλα γύρω από την εικόνα του γαλαξιακού σμήνους.

Το ίδιο σουπερνόβα εμφανίζεται ως τέσσερις κίτρινες κουκίδες γύρω από το γαλαξιακό σμήνος (NASA/ESA/P Kelly)

Οι αστρονόμοι προέβλεψαν τότε ότι το σουπερνόβα θα επανεμφανιζόταν το 2015 λόγω ακτίνων φωτός που ακολούθησαν μια πιο μεγάλη διαδρομή. Πράγματι, ένα πέμπτο είδωλο καταγράφηκε περίπου έναν χρόνο μετά τις αρχικές παρατηρήσεις.

Διαστολή

Σε δύο νέες μελέτες, οι οποίες δημοσιεύονται στο Science και στο The Astrophysical Journal, οι ερευνητές εφαρμόζουν μεθόδους τριγωνομετρίας στα πέντε είδωλα για να υπολογίσουν την ταχύτητα διαστολής του Σύμπαντος, ένα θέμα που προκαλεί εδώ και χρόνια διαμάχη μεταξύ των κοσμολόγων.

Το γεγονός ότι το Σύμπαν διαστέλλεται ήταν γνωστό από τα τέλη της δεκαετίας του 1920, πέρασαν όμως πολλά χρόνια, μέχρι το 1998, μέχρι να ανακαλυφθεί ότι η διαστολή αυτή επιταχύνεται,

Αυτό όμως για το οποίο συνεχίζουν να διαφωνούν οι αστρονόμοι είναι η ταχύτητα αυτής της διαστολής στο σημερινό Σύμπαν, η οποία μπορεί να μετρηθεί με δύο τεχνικές, οι οποίες δίνουν ελαφρώς διαφορετικά αποτελέσματα (η μία τεχνική βασίζεται στη λεγόμενη μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου, μια λάμψη που γέμισε τα πάντα όταν το Σύμπαν είχε ηλικία περίπου 380.000 ετών, ενώ η δεύτερη βασίζεται σε παρατηρήσεις μιας συγκεκριμένης κατηγορίας σουπερνόβα),

Οι μετρήσεις του σουπερνόβα Refsdal συμφωνούν περισσότερο με την εκτίμηση που δίνει η πρώτη τεχνική, η μέθοδος της μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου. Η νέα μελέτη δείχνει ότι η διαστολή του Σύμπαντος επιταχύνεται με ρυθμό 66,6 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο ανά megaparsec, το οποίο ισούται με 3,2 εκατομμύρια έτη φωτός.

Παρόλα αυτά, οι νέες μετρήσεις δεν δίνουν τέλος στη διαμάχη, διευκρινίζει η ερευνητική ομάδα. Τα ευρήματα «δεν αποκλείουν» τα αποτελέσματα άλλων μετρήσεων, δήλωσε ο Πάτρικ Κέλι, μέλος της ερευνητικής ομάδας.

Περισσότερα δεδομένα μπορεί να προκύψουν όταν οι αστρονόμοι παρατηρήσουν κι άλλα επανεμφανιζόμενα σουπερνόβα.

«Όταν έχουμε αρκετά, θα είναι ενδιαφέρον να δούμε τι λένε όλα μαζί».