Astronomowie korzystający z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a (HST) dokonali pomiaru odległości do supernowej typu Ia – świecy standardowej zlokalizowanej w galaktyce NGC 3810.
Pomiar odległości do naprawdę dalekich obiektów, takich jak galaktyki, kwazary i gromady galaktyk, jest kluczowym zadaniem w astrofizyce, szczególnie jeżeli chodzi o badanie wczesnego Wszechświata. Możemy jednak bezpośrednio zmierzyć odległości tylko do kilku pobliskich obiektów, takich jak Słońce, planety i niektóre pobliskie gwiazdy. W innych sytuacjach astronomowie muszą korzystać z różnych metod pośrednich; jedną z najważniejszych jest badanie supernowych typu Ia v i to właśnie w tej dziedzinie wyróżnia się Kosmiczny Teleskop Hubble’a (HST).
Supernowa typu Ia pojawiła się w Galaktyce NGC 3810 w 2022 roku. Na początku 2023 roku obserwacje za pomocą HST skupiły się na tej i wielu innych galaktykach, aby dokładnie zbadać niedawne supernowe typu Ia. Są one wynikiem eksplozji białego karła, a ich szczytowa jasność jest bardzo stała. Cecha ta pozwala astronomom wykorzystać supernowe tego typu do pomiarów odległości: wiemy, jak jasna powinna ona być, więc możemy określić, jak daleko musi się ona znajdować na podstawie tego, jak słabo świeci. Problemem w tej metodzie jest pył międzygalaktyczny – ponieważ blokuje on część światła supernowej, astronomowie muszą określić, ile światła redukuje, aby dokładnie zmierzyć jasność supernowej i obliczyć jej odległość. Unikalne możliwości HST umożliwiają im zrobienie tego w sprytny sposób.
Astronomowie używają HST do robienia zdjęć tych samych supernowych typu Ia w świetle UV, które pył prawie całkowicie blokuje, oraz w świetle podczerwonym, które przechodzi przez pył prawie bez zmian. Uważnie obserwując ilość światła przechodzącego przez każdą długość fali, astronomowie mogą określić, ile pyłu znajduje się między HST a supernową, co pozwala im precyzyjnie ustalić związek między jasnością supernowej a jej odległością. Unikalna zdolność HST do szczegółowej obserwacji w UV i podczerwieni za pomocą tego samego instrumentu sprawia, że stanowi on idealne narzędzie do tego typu obserwacji. Część danych wykorzystanych do stworzenia obrazu NGC 3810 dotyczyła supernowej z 2022 roku. Można ją zobaczyć jako punkt światła tuż poniżej jądra galaktyki na powyższym zdjęciu.
Istnieje wiele sposobów pomiaru odległości kosmicznych, ale supernowe typu Ia są jednym z najbardziej użytecznych i dokładnych narzędzi, ponieważ są bardzo jasne. Astronomowie muszą również korzystać z innych metod – albo jako procedur niezależnego sprawdzenia innych pomiarów odległości, albo do pomiarów na znacznie bliższych lub dalszych odległościach. Jedną z takich metod, która sprawdza się również w przypadku galaktyk, jest porównanie ich prędkości rotacji z jasnością; w oparciu o tę metodę można stwierdzić, że NGC 3810 znajduje się około 50 milionów lat świetlnych od Ziemi.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
Źródło: NASA
Na ilustracji: Zdjęcie galaktyki NGC 3810, na którym pokazana jest lokalizacja supernowej typu Ia, SN 2022zut. Źródło: ESA/Hubble & NASA, D. Sand, R. J. Foley
