ジェイムズ ウェッブ宇宙望遠鏡からの見事な新しい画像は、超新星が銀河を 1 回ではなく 2 回ではなく、異なる時点で 3 回もホストしていることを示しています。
ジェイムズ ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) によるこの一見時間に逆らうような画像は、前景の銀河団の巨大な重力の影響と、アルバート アインシュタインによって 1 世紀以上前に予測された「重力レンズ効果」と呼ばれる光曲げ現象によって可能になりました。
アインシュタインは、一般相対性理論の中で、質量が空間と時間の構造、つまり「時空」をゆがめると予測しました。 これは、伸ばしたゴムシートの上にボールを置くのと似ており、ボールが紙にへこみを引き起こします。 ボールの質量が大きいほど、ねじれの程度が大きくなります。 これは時空の場合にも当てはまり、星は惑星よりも多くの「曲率」を引き起こし、銀河は星よりも多くの時空の「曲率」を引き起こします。
このワープは、バックグラウンド オブジェクトの質量体を通過する光の通過に影響を与えます。 極端な場合、バック レンズされたオブジェクトとレンズされたオブジェクトの周りの光の経路が異なる可能性があるため、背景のオブジェクトが拡大されたり、空の複数のポイントで見えることさえあります。 これは、この現象、「重力レンズ効果」が、天文学者が非常に遠くの物体を研究する際の強力なツールになったことを意味します。
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この新しい JWST 画像のレンズ天体は、約 32 億光年離れたみずがめ座にある銀河団 RX J2129 です。 RX J2129 は、それを繰り返す赤色の超新星ホスト銀河の背景をレンズで捉えています。
超新星爆発は、ハッブル宇宙望遠鏡を使用して天文学者によって検出され、2022riv で識別された Ia 型超新星です。 それらは、光が均一であるため、天文学者によって「標準キャンドル」と呼ばれることがよくあります。 この規則性は、Ia 型超新星が同じ距離ではまったく同じに見えるため、宇宙距離を測定するツールとして使用できることを意味します。
重力レンズとして、RX J2129 はこの銀河の 3 つの画像を作成しましたが、これらの画像は、背景の銀河からの光がたどる経路が異なり、JWST に到達する時間が異なるため、サイズ、位置、年齢さえも同じではありません。 .
最長の経路をたどる光は、背景の銀河が最も古い年齢であり、超新星がまだ発生していた時期を示しています。 次の画像は、わずか 320 日後に 2 番目に長い銀河経路を示し、最初の光経路から 1000 日後に最も短い光経路を持つ最後の画像を示しています。 後続の両方の画像で、AT 2022riv 超新星はすでに見えなくなっています。
また、画像の右上隅には、重力レンズのゆがみ効果により、同心円状の光の弧として見えるいくつかの背景オブジェクトが表示されます。
観測は、JWST によって行われました。 赤外線カメラ (新しいタブで開きます) (NIRSpec) は、AT 2022riv の明るさを測定することができました。これは非常に遠く、したがって初期の超新星です。 強力な宇宙望遠鏡は、このイベントからの光の分光法を実行することも想定されていました。これにより、この遠い超新星と、最近ローカル宇宙で発生したタイプ Ia 超新星との比較が可能になります。
この比較は、距離を測定する際のこれらの超新星の使用の精度をテストするために使用でき、天文学の最も有用なツールの 1 つの結果を検証します。
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