Astronomer har upptäckt den mest avlägsna supernova ännu, på ett avstånd av 10,5 miljarder ljusår från Jorden. Supernova, med namnet DES16C2nm, är en katastrofisk explosion som signalerade slutet på en massiv stjärna för cirka 10,5 miljarder år sedan. Först nu når ljuset oss. Teamet av astronomer bakom upptäckten har publicerat sina resultat i ett nytt papper tillgängligt på arXiv.
"... ibland måste du bara gå ut och leta upp för att hitta något fantastiskt." - Dr Bob Nichol, University of Portsmouth.
Supernova upptäcktes av astronomer involverade i Dark Energy Survey (DES), ett samarbete mellan astronomer i olika länder. DES: s jobb är att kartlägga flera hundra miljoner galaxer, för att hjälpa oss ta reda på mer om mörk energi. Mörk energi är den mystiska kraften som vi tror orsakar den snabbare expansionen av universum.
DES16C2nm upptäcktes först i augusti 2016. Dess avstånd och extrem ljusstyrka bekräftades i oktober samma år med tre av våra mest kraftfulla teleskoper - Very Large Telescope och Magellan Telescope i Chile och Keck Observatory på Hawaii.
DES16C2nm är det som kallas en superluminös supernova (SLSN), en typ av supernova som bara upptäcktes för tio år sedan. SLSN är den sällsynta - och den ljusaste - typen av supernova som vi känner till. Efter att supernova exploderade lämnade den en neutronstjärna, som är den tätaste typen av objekt i universum. SLSN: s extrema ljusstyrka, som kan vara 100 gånger ljusare än andra supernovaer, tros orsakas av material som faller in i neutronstjärnan.
"Det är spännande att vara en del av undersökningen som har upptäckt den äldsta kända supernova." - Dr Mathew Smith, huvudförfattare, University of Southampton
Huvudförfattare till studien Dr Mathew Smith, University of Southampton, sa: ”Det är spännande att vara en del av undersökningen som har upptäckt den äldsta kända supernova. DES16C2nm är extremt avlägsen, extremt ljus och extremt sällsynt - inte den typ av saker du snubblar över varje dag som astronom. "
Dr. Smith fortsatte med att säga att upptäckten inte bara är spännande för att vara så avlägsen, forntida och sällsynt. Det ger också insikter om SLSN: s orsak: ”Det ultravioletta ljuset från SLSN informerar oss om mängden metall som produceras i explosionen och temperaturen för själva explosionen, som båda är nyckeln till att förstå vad som orsakar och driver dessa kosmiska explosioner. ”
"Nu vet vi hur vi hittar dessa objekt på ännu större avstånd, vi letar aktivt efter fler av dem som en del av Dark Energy Survey." - Medförfattare Mark Sullivan, University of Southampton.
Nu när det internationella teamet bakom Dark Energy Survey har hittat en av SLSN: erna, vill de hitta mer. Medförfattare Mark Sullivan, också från University of Southampton, sa: ”Att hitta mer avlägsna händelser, för att bestämma variationen och det stora antalet av dessa händelser, är nästa steg. Nu vet vi hur vi hittar dessa objekt på ännu större avstånd, vi letar aktivt efter fler av dem som en del av Dark Energy Survey. ”
Instrumentet som används av DES är den nykonstruerade Dark Energy Camera (DECam), som är monterad på Victor M. Blanco 4-meter teleskop vid Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) i de chilenska Anderna. DECam är en extremt känslig 570-megapixel digitalkamera designad och byggd precis för Dark Energy Survey.
The Dark Energy Survey involverar mer än 400 forskare från över 40 internationella institutioner. Det började 2013 och kommer att avsluta sitt femåriga uppdrag någon gång under 2018. DES använder 525 observationsnätter för att genomföra en djup undersökning i ett stort område för att spela in information från 300 miljoner galaxer som är miljarder ljusår från jorden. DES är utformad för att hjälpa oss svara på en brinnande fråga.
Enligt Einsteins allmänna relativitetsteori bör tyngdkraften orsaka att universumets expansion exponeras. Och vi trodde att det var fram till 1998 då astronomer som studerade avlägsna supernovaer fann att det motsatta är sant. Av någon anledning påskyndas expansionen. Det finns egentligen bara två sätt att förklara detta. Antingen måste teorin om generell relativitet ersättas, eller så måste en stor del av universum - cirka 70% - bestå av något exotiskt som vi kallar Dark Energy. Och denna Mörka Energi utövar en kraft motsatt den attraktiva kraften som utövas av "normal" materia, vilket får universums expansion att accelerera.
"... ibland måste du bara gå ut och leta upp för att hitta något fantastiskt." - Dr Bob Nichol, University of Portsmouth.
För att hjälpa till att svara på denna fråga avbildar DES 5 000 kvadratgrader av södra himlen i fem optiska filter för att få detaljerad information om var och en av de 300 miljoner galaxerna. En liten mängd av undersökningstiden används också för att observera mindre lappar av himlen en gång i veckan eller så för att upptäcka och studera tusentals supernovaer och andra astrofysiska transienter. Och så upptäcktes DES16C2nm.
Studie medförfattare Bob Nichol, professor i astrofysik och chef för Institute of Cosmology and Gravitation vid University of Portsmouth, kommenterade: ”Sådana supernovaer tänkte man inte på när vi startade DES för ett decennium sedan. Sådana upptäckter visar vikten av empirisk vetenskap; ibland måste du bara gå ut och leta upp för att hitta något fantastiskt. ”
