Гравитационная линза поможет измерить скорость расширения Вселенной

Сверхновая AT 2016jka взорвалась около десяти миллиардов лет назад, и в 2016 году космический телескоп Hubble зафиксировал ее вспышку в галактике MRG-M0138, в созвездии Кита. Точнее говоря, три вспышки: на пути от сверхновой до нас лежит массивное скопление галактик MACSJ0138.0-2155, и его притяжение влияет на траектории фотонов. В результате изображение искажается и дробится — этот эффект называется гравитационным линзированием, он предсказывается Общей теорией относительности и нередко наблюдается на небе.

Фотоны, которые образуют отдельные пятна линзированной картинки, проходят разными траекториями. Иногда длина их путей различается достаточно сильно для того, чтобы вспышки от одного и того же источника появлялись в разное время. Например, для первой гравитационной линзы, обнаруженной в 1979 году, временная задержка составила 1,1 года. Но для сверхновой AT 2016jka она может оказаться рекордной — более 20 лет. Об этом рассказывается в новой статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.

Стивен Родни (Steven Rodney) из Университета Южной Каролины совместно с коллегами из европейских вузов провел расчеты гравитационного влияния MACSJ0138.0-2155 на расположенную позади него сверхновую. Работа показала, что четвертая вспышка гравитационной линзы должна появиться около 2037 года, когда свет от нее достигнет нас. А около 2042-го возникнет и пятое, самое слабое пятно, которое, возможно, будет вовсе неразличимым.

К этому времени сам телескоп Hubble закончит свое существование, поэтому ученые дали сверхновой неформальное название SN Requiem. Разница во времени между вспышками ее гравитационной линзы может стать важным показателем скорости расширения Вселенной. Задержка так велика, что ее точное значение позволит рассчитать дистанцию до далекой галактики MRG-M0138, где возникла сверхновая, и скорость ее убегания.

Напомним, скорость расширения Вселенной описывается постоянной Хаббла. Она связывает расстояние до объекта со скоростью его удаления. Между тем значение постоянной до сих пор в точности не определено и, по разным оценкам, колеблется от 67 до 74 километров в секунду на мегапарсек дистанции. В зависимости от этого может заметно меняться и наш взгляд на Вселенную. Так, исходя из наиболее надежных значений постоянной Хаббла возраст нашего мира оценивают в 13,8 миллиарда лет. Однако, если константа ближе к 74, то Вселенная примерно на миллиард лет моложе.