Redsdal's Supernova Deja vu, atau Kembali ke Masa Depan

Redsdal's Supernova Deja vu, atau Kembali ke Masa Depan

Dmitry Vibe
"Trinity Option" №1 (195), 12 Januari 2016

Dmitry Vibe, ahli astaka, kepala. Jabatan Fizik dan Evolusi Bintang, Institut Astronomi, RAS

Untuk membuat lensa teleskop tradisional, anda memerlukan lensa kaca atau cermin cekung yang dapat memesongkan dan menumpukan cahaya. Tetapi adakah perlu untuk membuat teleskop dari beberapa bahan? Tidak, jika anda menggunakan sifat graviti graviti. Graviti juga mampu menembusi sinaran cahaya, jadi tidak menghairankan bahawa objek besar-besaran menunjukkan diri mereka sebagai lensa luar biasa yang memesongkan, dan kadang-kadang menumpukan perhatian, radiasi dari sumber yang lebih jauh. Terdapat banyak contoh bagaimana galaksi yang agak rapat (atau gugusan galaksi) menguatkan sinaran galaksi jauh lebih jauh sehingga ia menjadi objek yang boleh diakses oleh pemerhatian.

Kanta graviti dalam kes ini bertindak sebagai lampiran teleskop darat. Benar, sifat tidak peduli untuk memastikan peranti yang betul pada lensa ini, jadi imej "diperbesarkan" sering berubah menjadi sangat menyimpang atau bahkan memecah masuk ke dalam beberapa imej yang berasingan.Contoh-contoh ternama dari gambar berbilang tersebut adalah quasars Einstein Cross dan Clover Leaf.

Lensa graviti tidak hanya dapat memantau objek jauh yang akan terlalu membosankan untuk teleskop moden tanpa itu, tetapi juga membantu untuk menentukan parameter kosmologi secara bebas. Dengan menganalisis imej lensa, anda juga boleh mempelajari lebih lanjut mengenai lensanya sendiri, contohnya, mengetahui bagaimana bahan itu diedarkan di dalamnya.

Pada tahun 1964, astrofisikawan Norway Sur Refsdal (Sjur refsdal) menerbitkan sebuah kertas ringkas di mana beliau meramalkan bahawa pemerhatian supernovae lensa adalah alat yang sangat mudah untuk menyelesaikan masalah tersebut. Cahaya dalam imej yang berbeza objek lensa pergi ke pemerhati dengan cara yang berbeza, dengan panjang yang berlainan. Oleh itu, jika sesuatu berlaku dalam objek, misalnya, letupan supernova berlaku, dalam imej yang berbeza kita akan melihat peristiwa ini pada masa yang berlainan.

Refsdal dalam karyanya menunjukkan cara menentukan jisim lensa dan pemalar Hubble dengan perbezaan pada masa pendaftaran kejadian yang sama dalam imej yang berbeza.Pada dasarnya, untuk tujuan ini, anda dapat menggunakan tidak hanya supernova, tetapi juga objek lain dengan berbagai warna, misalnya, quasar. Tetapi untuk menentukan masa kelewatan dari lengkung cahaya (iaitu, dari pergantungan fluks radiasi tepat pada waktunya) daripada imej lensa yang berlainan dari quasar yang sama, pengamatan yang agak panjang diperlukan – ini perlu untuk membandingkan perbandingan lengkung cahaya dengan satu sama lain. Lebih mudah untuk bekerja dengan peningkatan kecerahan satu kali, seperti semasa letupan supernova.

Pada Mac 2015, Patrick Kelly (Patrick Kelly) dengan penulis bersama yang dilaporkan dalam jurnal Sains bahawa pada bulan November 2014 mereka berjaya membuka supernova lensa pertama menggunakan Teleskop Angkasa Hubble. Bintang berkilat dalam galaksi spiral dengan peralihan merah sebanyak 1.49.

Dalam perjalanan ke pemerhati darat, cahayanya berlalu berhampiran galaksi elips dari cluster MACS J1149.6 + 2223 pada peralihan merah 0.54 dan mengalami lensa gravitasi di atasnya. Akibatnya, kita tidak melihat satu imej supernova, tetapi empat (dilabel tanpa arti S1, S2, S3 dan S4), hampir disusun secara simetri di sekitar lensa galaksi elips. Oleh kerana ini adalah kes pertama konfigurasi yang dikesan oleh Refsdal, penulis artikel tersebut Sains mencadangkan untuk memanggil supernova dengan namanya.Kemudian perkara yang paling menarik bermula: imej galaksi induk, supernova Refsdal, tidak hanya dilingkungi oleh galaksi elips tertentu, tetapi juga oleh keseluruhan kumpulan MACS J1149.6 + 2223.

Dan sekiranya galaksi elips membina beberapa imej supernova dalam satu imej galaksi tuan rumah, maka kumpulan itu secara keseluruhannya mendarab imej galaksi induk itu sendiri. Supernova hanya dapat dilihat di salah satu daripadanya (ia dilambangkan sebagai 1.1). Oleh itu, pengarang memutuskan, dalam imej lain, supernova sama ada telah pudar atau masih belum pecah.

Sejak penerbitan artikel tersebut, Kelly dan penulis-penulis telah menerbitkan beberapa karya yang dicetak oleh pengarangnya untuk menghasilkan semula pengedaran massa dalam kelompok MACS J1149.6 + 2223 menurut pemerhatian supernova lensa. Ini adalah tugas yang sangat sukar, jadi kesimpulan dari kerja-kerja yang berbeza agak berbeza dari satu sama lain. Khususnya, semua orang bersetuju bahawa dalam empat imej supernova, kelewatan masa adalah beberapa hari, tetapi nilai khusus kelewatan itu dan bahkan "urutan" imej S1-S4 dalam model yang berbeza adalah berbeza.

Dalam gambar – kawasan kluster galaksi MACS J1149.6 + 2223,tiga imej galaksi induk supernova Refsdall dikelilingi. Pada bulan November 2014, satu wabak muncul. dalam imej bawah. Di bahagian atas imej ia boleh diperhatikan bertahun-tahun yang lalu. Dalam imej tengah kilat sedang berlaku pada masa ini. Foto dari eso.org

Selepas menganalisis imej lain galaksi induk (dilabelkan oleh 1.2 dan 1.3), pengarang semua karya bersetuju bahawa dalam imej 1.3 wabak itu telah lama diketahui – berdasarkan pelbagai anggaran, dari 9 hingga 17 tahun yang lalu. Dan ia terlalu membosankan untuk dijumpai dalam imej arkib. Satu lagi perkara – imej 1.2. Di dalamnya, semua model yang dibentangkan meramalkan letupan supernova pada masa akan datang (dengan beberapa tarikh yang telah diramal telah berlalu).

Anggaran terkini [1], [2], berdasarkan kajian terperinci struktur MACS J1149.6 + 2223 menggunakan teleskop VLT, meramalkan puncak wabak seterusnya pada bulan Mac-Jun 2016, dan permulaan peningkatan kecerahan – pada akhir tahun 2015.

Dan jangkaan telah dipenuhi! Dari akhir Oktober tahun lepas, teleskop Hubble kadang-kadang memandang ke arah imej 1.2, dan pemerhatian yang dibuat pada 11 Disember 2015, menunjukkan bahawa asterisk yang dijangka muncul di dalamnya! Ia berasal tepat di mana ia sepatutnya, walaupun ia ternyata agak reda daripada yang diramalkan.Adalah menarik untuk mengetahui kadar penyediaan artikel yang paling tinggi: ia dibentangkan dalam Arxiv empat hari selepas pemerhatian [3].

Empat gambar asal tidak dilupakan sama ada. Sepanjang tahun, teleskop Hubble juga mengikuti mereka, yang memungkinkan untuk membina lengkung cahaya untuk mereka, dengan ketara menyatakan nilai-nilai masa tunda. Yang pertama (seperti yang diramalkan dan semua model terdahulu) adalah imej S1. Imej mengikuti S3 lewat dalam satu atau dua hari dan S2 dengan kelewatan 4-7 hari. Lagipun, dengan kelewatan lebih daripada tiga minggu, imej muncul S4, yang dimmest dari semua [4].

Kemungkinan meramalkan ledakan supernova lama sebelum permulaan sebenar menarik perhatian yang cukup sebagai ramalan saintifik "klasik" yang menjadi kenyataan, dan bukan dalam mekanik langit, di mana anda tidak akan mengejutkan sesiapa dengan ramalan yang tepat, tetapi di kawasan yang kurang dipelajari. Pemerhatian supernova Refsdal, sebenarnya, menunjukkan bahawa kita memasuki tahap baru ketepatan ramalan dalam masalah yang kompleks seperti lensa graviti.

Sur refsdal (Sjur refsdal) – Ahli astrofizik Norway. Lahir di Oslo pada 30 Disember 1935 (pada tahun 2015, dia akan berusia 80 tahun).Dari tahun 1967 hingga 1970 beliau memegang jawatan profesor bersekutu di University of Nebraska (USA). Di sana dia bertemu dengan Alfred Weigert (Alfred weigert) dari Observatorium Hamburg (Jerman), di mana kerjasama mereka dalam bidang evolusi hebat bermula, yang berlangsung sehingga tahun 1980-an. Pada tahun 1970, Refsdal menerima Doktor Falsafah di Institut Astrofizik Teoritis, Universiti Oslo. Pada tahun yang sama beliau menjadi profesor di Balai Cerap Hamburg dan kekal dalam kedudukan ini sehingga beliau bersara pada tahun 2001. Selepas itu, beliau kembali ke kampung halamannya, di mana beliau memegang jawatan Profesor Emeritus dari University of Oslo.

Dari tahun 1964 hingga 1970, Refsdal menerbitkan enam artikel di mana dalam banyak cara meletakkan asas bidang astrofizik yang sangat penting yang berkaitan dengan kajian lensa graviti. Ditulis olehnya jauh di hadapan masa, dan kemudian artikelnya telah disebutkan sangat sedikit. Hanya selepas pembukaan kanta graviti pertama pada tahun 1979, artikel Refsdal menarik perhatian rakan sekerja. Sudah pada tahun 1964, dia menunjukkan bagaimana lensing dapat berfungsi sebagai alat untuk mengukur kadar pengembangan Universe (konstan Hubble) dan jisim galaksi. Kaedah ini dipanggil kaedah Refsdall.

Pada pertengahan tahun 1960-an, bersama-sama dengan sekumpulan rakan sekerja, Refsdal menjalankan beberapa kajian mengenai perkembangan model kosmologi, yang juga menjadi perintis. Sejak akhir 1960-an, Refsdal telah mengambil model struktur dalaman bintang dan evolusi mereka. Artikel-artikelnya pada peringkat akhir evolusi bintang banyak disebut. Pada tahun 1979, Refsdal dan pelajar lepasannya Kenge Chang (Kyongae Chang) yang diterbitkan di Alam merintis kesan pemancaran, di mana bintang individu dan bahkan planet memainkan peranan lensa graviti. Kesan ini boleh digunakan untuk menyelesaikan pelbagai masalah: dari penemuan planet extrasolar untuk mengkaji struktur terperinci kuarsa.

Sur Refsdal adalah ahli Akademi Sains dan Sastera Norway. Pada tahun 2001, beliau telah dianugerahkan Hadiah Nansen untuk penyelidikan cemerlang, dan pada bulan Februari 2005, beliau dianugerahkan Royal Medal For Merit Norway. Refsdal meninggal dunia selepas penyakit yang lama pada 29 Januari 2009. Dia meninggalkan dua anak lelaki dewasa, Thomas dan Gunnar Refsdaly.

Menurut Wikipedia, Observatorium Hamburg dan Institut Astrophysics di Oslo
Foto dari mn.uio.no


[1] arXiv: 1510.05750.
[2] arXiv: 1511.04093.
[3] arXiv: 1512.04654.
[4] arXiv: 1512.05734.


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: