Сверхновая из прошлого даст ответ на главный вопрос Вселенной через 60 лет

Астрономы обнаружили два уникальных взрыва звезд, произошедших миллиарды лет назад. Древние события могут стать ключом к решению одной из самых острых проблем современной космологии — определения точной скорости расширения Вселенной. Однако для получения ответа ученым придется проявить терпение: свет от этих событий из-за эффекта гравитационного линзирования достигнет Земли в несколько этапов, с задержкой до 60 лет.

Суть феномена заключается в том, что массивные скопления галактик, действуя как гигантские космические «линзы», искривляют пространство-время. Свет от далекой сверхновой, проходя рядом с таким скоплением, расщепляется на несколько лучей, которые следуют разными путями и приходят к наблюдателю с заметной разницей во времени. Точное измерение этой временнóй задержки в будущем позволит независимо и с высокой точностью вычислить постоянную Хаббла — параметр, описывающий скорость расширения Вселенной.

Открытие двух линзированных сверхновых, получивших имена SN Ares и SN Athena, было сделана в рамках программы VENUS. Космический телескоп «Джеймс Уэбб» сканирует 60 массивных скоплений галактик, используя их как естественные усилители для обнаружения древних и слабых объектов, пишет Live Science.

• SN Ares взорвалась около 10 млрд лет назад. Ее свет, проходя через скопление галактик MJ0308, разделился на три изображения. Первое мы уже увидели, а два других, идущих ближе к центру гравитационной линзы, придут на Землю примерно через 60 лет. Беспрецедентно долгая задержка станет основой для высокоточного космологического эксперимента.

• SN Athena — более молодая сверхновая. Ее следующее изображение «Уэбб» сделает в ближайшие 1-2 года. Хотя она не даст столь же точных данных, как Ares, ее наблюдения позволят проверить надежность моделей, предсказывающих временные задержки.

Точное измерение интервалов между появлениями этих «запоздалых» изображений позволит независимо рассчитать постоянную Хаббла. Это критически важно для разрешения так называемого «напряжения Хаббла» — противоречия между двумя основными методами ее оценки. Измерения по реликтовому излучению дают значение около 67 км/с/Мпк (мегапарсек), тогда как наблюдения за близкими «стандартными свечами» (цефеидами) указывают на 73 км/с/Мпк. Новый метод с линзированными сверхновыми не зависит от этих калибровок и может выявить скрытые систематические ошибки.

Программа VENUS, начавшая наблюдения в июле прошлого года, уже почти удвоила количество известных линзированных сверхновых, обнаружив восемь новых объектов. Это доказывает, что такие события не столь редки, как считалось, — ранее их было трудно обнаружить из-за ограниченных возможностей телескопов. Телескоп Уэбба открыл новую эру в их поиске.

В перспективе наблюдения за SN Ares и SN Athena могут не только уточнить скорость расширения Вселенной, но и пролить свет на природу темной энергии — загадочной силы, ответственную за это ускорение. Они помогут понять, остаётся ли ее влияние постоянным или меняется со временем, и приблизиться к ответу на вопрос о конечной судьбе космоса: ждет ли его бесконечное расширение и остывание или же коллапс.