Nämä valopisteet ovat itse asiassa kuvia samasta supernovasta, nimeltään H0pe. Niiden moninkertaistuminen johtuu etualalla sijaitsevan galaksijoukon aiheuttamasta gravitaatiolinssin vaikutuksesta.
Tämä kosminen linssi, joka sijaitsee 3,6 miljardin valovuoden päässä, vääristää kaukaisen supernovan valoa luoden kolme erillistä kuvaa. Jokainen kuva vastaa eri hetkeä räjähdyksessä, todellinen kosminen kello tähtitieteilijöille.
H0pe-supernova, tyyppiä Ia, on arvokas työkalu Hubble'n vakion mittaamiseen. Tämä olennainen indikaattori kuvaa universumin laajenemisen nopeutta, ja sen tarkka arvo on edelleen kiistelyn aihe tutkijoiden keskuudessa.
Tämän gravitaatiolinssatun supernovan ansiosta tutkijat ovat voineet laskea uuden arvion Hubble'n vakiosta: 75,4 kilometriä sekunnissa megaparsekia kohti. Tämä innovatiivinen menetelmä, yhdistettynä Webb-teleskoopin voimaan, voisi lopulta vähentää epävarmuuksia tästä perustavanlaatuisesta arvosta.
Tutkijat ovat myös käyttäneet maanpäällisten teleskooppien keräämiä tietoja vahvistaakseen H0pe-supernovan luonteen. Nämä havainnot tukevat sitä, että tämä tähti räjähti noin 3,5 miljardia vuotta alkuräjähdyksen jälkeen, kauan ennen modernien galaksien ilmestymistä.
Tämän ilmiön erityispiirre on, että jokainen valon kulkema reitti on eri pituinen. Tämä mahdollistaa "aikaviiveiden" saamisen, ikään kuin näkisimme räjähdyksen kolmessa eri hetkessä sen etenemistä.
Hubble'n vakio: yhä hämärtyvä mysteeri
Hubble'n vakio, joka mittaa universumin laajenemisnopeutta, on edelleen kiistan aihe tutkijoiden keskuudessa. Paikalliset mittaukset, eli ne, jotka on tehty lähellä kosmista ympäristöämme, ovat yhdenmukaisia arvojen kanssa, jotka ovat noin 73–75 km/s/Mpc.H0pe-supernovan uudet havainnot, jotka on tehty James Webb -teleskoopin avulla, vahvistavat tämän arvoalueen. Tämä vahvistaa aiempien mittausten, erityisesti Hubble-teleskoopilla tehtyjen, pätevyyden.
Kuitenkin nämä tulokset ovat ristiriidassa universumin fossiilisäteilyllä, jota kutsutaan myös kosmiseksi taustasäteilyksi, tehtyjen mittausten kanssa. Nämä, jotka perustuvat nuoren universumin havainnointiin, viittaavat Hubble'n vakion alhaisempaan arvoon, noin 67 km/s/Mpc.
Tämä ero kahden arvion välillä, jota kutsutaan "Hubble'n vakion kriisiksi", on yksi nykykosmologian suurista arvoituksista.
Tutkijat toivovat, että tulevat havainnot PEARLS-ohjelmasta (Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science), jotka hyödyntävät Webb-teleskoopin ainutlaatuisia kykyjä, tarkentavat Hubble'n vakion arvoa. Nämä lisätiedot voivat joko ratkaista kahden mittausjoukon välisen eron tai paljastaa uusia hienouksia universumin kehityksestä, tai jopa itse pimeän aineen tai pimeän energian luonteesta, jotka vaikuttavat kosmiseen laajenemiseen.
Mikä on gravitaatiolinssi?
Gravitaatiolinssi on kosminen ilmiö, jonka Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria ennustaa. Se tapahtuu, kun massiivinen kohde, kuten galaksijoukko, vääristää sen ympärillä olevaa aika-avaruutta. Tämä vaikuttaa kaukana olevan kohteen takaa tulevan valon kulkureitin kaartumiseen.Kun valo kaartuu tällä tavalla, se voi vahvistua ja moninkertaistua, luoden kaksois- tai jopa moninkertaisia kuvia kaukaisesta kohteesta. Tämä ilmiö mahdollistaa tähtitieteilijöiden havaita hyvin kaukaisia universumin kohteita, jotka ovat normaalisti liian heikkoja havaittaviksi. Gravitaatiolinssit toimivat siis "luonnollisina teleskooppeina", tehden näkyviksi kohteita, jotka eivät muuten olisi havaittavissa.