Huippuharvinainen gravitaatiolinssi näyttää kaukaisen supernovan viitenä kappaleena

Gravitaatiolinssi on kosminen ilmiö, jossa painovoima taivuttaa valoa ikään kuin vahvistaen sitä optisen linssin tavoin. Viime vuonna havaittu gravitaatiolinssi antoi meille kuvan kaukaisesta supernovasta, joka nimettiin Winnyksi.

Havainnon teki kansainvälinen jonka Kaliforniassa sijaitseva The Zwicky Transient Facility -observatorio havaitsi supernovan ensimmäisenä.

Tutkijatohtori  huomasi Winnyn valon kulkeutuneen gravitaatiolinssin kautta. Tarkempien havaintojen tekoa jatkettiin Suomen ja muiden Pohjoismaiden ylläpitämällä Nordic Optical -teleskoopilla. Se paljasti kohteen olevan hyvin harvinainen supernovatyyppi ja sijaitsevan yli 10 miljardin valovuoden päässä Maasta.

Tämä on poikkeuksellisen suuri etäisyys havaitulle supernovalle. Tähtitieteilijät mittaavat tällaisia etäisyyksiä sen perusteella, kuinka paljon valo on venynyt ja punasiirtynyt matkansa aikana maailmankaikkeuden laajenemisen vuoksi. Näin ilmaistuna galaksin etäisyys vastaa punasiirtymää 2,01.

Gravitaatiolinssissä kaukaisesta kohteesta, kuten supernovasta, tuleva valo kohtaa toisen galaksin kulkureitillään kohti Maata. Silloin lähemmän galaksin gravitaatiokenttä toimii linssinä, joka taivuttaa ja vahvistaa kauempaa tulevaa valoa. Samalla valo taipuu linssissä niin, että Winny näkyy sen kautta viitenä erillisenä kuvana. 

Gravitaatiolinssit ovat erittäin harvinaisia. Ennen viime vuonna tehtyä havaintoa tunnettiin vain kaksi tapausta, joissa yksittäinen galaksi aiheutti linssin – eikä kumpikaan niistä soveltunut kosmologisiin tutkimuksiin.

Winnyn kohdalla tilanne on toisin.

”Gravitaatiolinssi taittoi Winnyn räjähdyksen tuottaman valon maapallolle viittä eri reittiä. Samalla jokainen niistä on hieman eri mittainen”, selittää tohtori Stefan Schuldt. Hän työskentelee tutkijatohtorina Suomen ESO-yhteistyön tähtitieteen keskuksessa ja Helsingin yliopistossa. Schuldt on mukana myös HOLISMOKES-yhteistyössä.

”Reittien aikaerojen ansiosta voimme mitata maailmankaikkeuden laajenemisnopeutta”, hän jatkaa.

Ensimmäisissä havainnoissa Winnystä saatiin vain neljä kuvaa, mutta tuoreimmat havainnot ovat paljastaneet viidennen. Se on ratkaisevan tärkeä, sillä useampi reitti antaa lisätietoa maailmankaikkeuden laajenemisnopeuden entistä tarkempaan mittaamiseen. Laajenemisnopeutta kuvataan Hubblen vakiolla, mutta sen tarkasta arvosta on ristiriitaisia laskemia.

Gravitaatiolinssin antamat viisi kuvaa Winnysta antavat lisätietoa aiheesta, Schuldt uskoo.

Tämän erikoislaatuisen järjestelmän lisäanalyysi on nyt käynnissä. Tavoitteena on uusi, riippumaton Hubblen vakion mittaus mahdollisesti vielä tämän vuoden kuluessa.

Winny-supernovasta kertova tuore artikkeli on julkaistu .