تُظهر الصورة الرائعة التي التقطها تلسكوب ويب الفضائي نفس المستعر الأعظم ثلاث مرات، وذلك بفضل خاصية غريبة في الزمكان تُعرف باسم عدسة الجاذبية. ساعدت الصورة أيضًا الفريق في قياس ثابت هابل، وهو رقم محبط (سنشرح السبب) يمثل معدل توسع الكون.
عدسات الجاذبية هي مناطق من الزمكان ينحني فيها الضوء – في الواقع – يتضخم بسبب كتلة الهياكل الكبيرة مثل الثقوب السوداء وحتى مجموعات المجرات. العدسة التي اكتشفها الفريق الأخير تم إنشاؤها بواسطة الأخير: مجموعة من المجرات في كوكبة الدب الأكبر، التي يؤدي ثقل جاذبيتها الجماعية إلى ثني الضوء وتركيزه من مصادر أبعد.
ومن خلال ثني الضوء الصادر عن تلك المصادر الأبعد، وبالتالي الأقدم، تجعل عدسات الجاذبية رؤية تلك المصادر أسهل من الأرض (وفي حالة ويب، على بعد حوالي مليون ميل من الأرض). قامت عدسة الجاذبية هذه بتضخيم المستعر الأعظم – الانفجار الرائع الذي يشير إلى موت بعض النجوم – وتضاعفه في السماء.
يُطلق على العنقود المجري اسم PLCK G165.7+67.0، ويُلقب بـ G165. تم تصوير العنقود المجري والمستعر الأعظم بواسطة كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة (أو NIRCam) الموجودة على متن التلسكوب في مارس وأبريل ومايو من العام الماضي. يقع G165 على بعد 3.6 مليار سنة ضوئية من الأرض – وهي مسافة مذهلة في حد ذاتها – ولكن المستعر الأعظم الذي يسلط الضوء عليه هو أقدم بكثير.
ووفقا لبيان صادر عن معهد علوم التلسكوب الفضائي، فقد تم اختيار هذه المنطقة من الفضاء للتصوير بسبب المعدل العالي لتكوين النجوم التي تزيد كتلتها عن 300 مرة كتلة شمسنا. تم تصوير المنطقة بواسطة تلسكوب هابل الفضائي في عام 2015، لكن رؤية ويب بالأشعة تحت الحمراء كشفت مؤخرًا عن مصادر ضوء خافتة في نفس المجال.
“للحصول على ثلاث صور، سافر الضوء عبر ثلاثة مسارات مختلفة. وقالت بريندا فراي، عالمة فلك في جامعة أريزونا وعضو في الفريق: “بما أن كل مسار له طول مختلف، والضوء ينتقل بنفس السرعة، فقد تم تصوير المستعر الأعظم في ملاحظة ويب هذه في ثلاثة أوقات مختلفة أثناء انفجاره”. المشاركة في الأبحاث الأخيرة، والتي لم يتم نشرها كلها. تم نشر العديد من الأوراق البحثية التي تصف المستعر الأعظم في وقت سابق من هذا العام مجلة الفيزياء الفلكية، ويتم حاليًا استضافة ورقة بحثية قادمة على خادم الطباعة المسبقة arXiv.
تبدو مجموعة المجرات المصورة وكأنها قد تم تسويتها بسبب عدسة الجاذبية، التي تشوه ضوء المجرة إلى شكل يشبه القوس. يحتوي القوس على ثلاث نقاط من الضوء ممتدة عبره؛ كل بقعة هي نفس المستعر الأعظم، بعدساتها بواسطة العنقود المجري الأمامي. إنه هيكل مشابه للقوس والبقع لتلك التي اكتشف فيها فريق مختلف نجم إيريندل البالغ من العمر 12.9 مليار عام، وهو أقدم نجم معروف، في عام 2022.
قارن فراي ظهور المستعر الأعظم ثلاث مرات بشخص يُرى من ثلاث زوايا مختلفة في مرآة زينة ثلاثية الألواح. “في تشبيه المرآة ثلاثية الطيات، حدث تأخير زمني حيث صورت المرآة اليمنى شخصًا يرفع مشطًا، وأظهرت المرآة اليسرى الشعر أثناء تمشيطه، وأظهرت المرآة الوسطى الشخص وهو يضع المشط.” قال. على الرغم من أن المستعر الأعظم يكون مرئيًا في ثلاث نقاط في وقت واحد، إلا أن هذا ليس هو الحال دائمًا مع مثل هذه الأجسام ذات العدسات. في عام 2016، ظهر انفجار ضوئي من مستعر أعظم عمره 10 مليارات عام في سماء الليل واختفى في غضون بضع سنوات؛ كانت هذه هي المرة الثالثة التي يظهر فيها المستعر الأعظم، المسمى “قداس”، في السماء، حيث اتخذ الضوء الناتج عن الحدث طرقًا مختلفة إلى الأرض. وقال هذا الفريق من الباحثين إنهم يتوقعون وصول المزيد من الضوء من المستعر الأعظم إلى الأرض في عام 2037.
إن المستعر الأعظم الذي ظهر مؤخرًا بثلاثة ذرات (أو “ثلاثي الطيات” لاستخدام مصطلح الفريق) هو أكثر من مجرد انحراف ساحر للزمكان. استخدمه علماء الفلك لتأكيد توتر هابل، وهو صداع مزعج في فهمنا للكون. أُطلق على المستعر الأعظم اسم SN H0pe، لقدرته على المساعدة في توضيح طبيعة التوتر.
ويتعلق هذا التناقض بمعدل توسع الكون، الذي كان يفعله النسيج العظيم لكل شيء منذ بدايته الواضحة قبل حوالي 13.77 مليار سنة. في الأساس، يحصل العلماء على أرقام مختلفة اعتمادًا على الطريقة التي يحسبون بها معدل توسع الكون، وهو رقم يُعرف باسم ثابت هابل. إحدى الطرق للتنبؤ بهذا المعدل هي دراسة إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، وهو أول ضوء يمكننا رؤيته، والذي يعود تاريخه إلى حوالي 300 ألف سنة بعد الانفجار الكبير. والطريقة الأخرى هي النظر إلى مجموعة من النجوم تسمى النجوم القيفاوية، وهي مفيدة لأنها توضح كيف تمدد ضوء المجرات بسبب توسع الكون.
في العام الماضي، أكدت بيانات ويب أن توتر هابل (المسمى على اسم عالم الفلك المبجل، وليس التلسكوب الذي يحمل اسمه أيضًا) لم يكن بسبب أي مشاكل في تلسكوب هابل، الذي تمت ملاحظته سابقًا للكشف عن التوتر. قبل عامين في مثل هذا الشهر، قام فريق مختلف برفع درجة اليقين بشأن التوتر – أي اليقين بأن التناقض هو حقيقة علمية وليس مجرد صدفة إحصائية – إلى عتبة 5 سيجما، أو واحد في واحد. -مليون فرصة لأن العلماء يفهمون شيئًا خاطئًا.
ستساعد الجولة التالية من ملاحظات ويب فريق البحث على الوصول إلى الرقم الذي حسبوه للتوتر مع قدر أقل من عدم اليقين. وهذا بالطبع، بالإضافة إلى المناظر الحادة بشكل ملحوظ للكون التي يقدمها لنا التلسكوب.