HST objavil najvzdialenejšiu supernovu

Hubblov kozmický ďalekohľad HST prekonal doterajší rekord a objavil najvzdialenejšiu supernovu typu, ktorý je využívaný na určovanie vzdialeností vo vesmíre. Supernova s označením UDS10Wil prezývaná SN Wilson podľa 28. prezidenta USA, ktorým bol Woodrow Wilson, explodovala pred viac než 10 miliardami rokov. V tej dobe bol vesmír v počiatočnom vývojovom štádiu (len 3,8 miliardy rokov po Veľkom tresku), kedy vo veľkom počte vznikali hviezdy. Supernova SN Wilson patrí k špecifickému typu supernov triedy Ia. Tieto jasné „majáky" sú astronómami veľmi cenené, pretože sa vyznačujú rovnakou svietivosťou (v astronómii hovoríme aj: rovnakou absolútnou magnitúdou), ktorá môže byť využitá ako kozmický meter na meranie rozpínania vesmíru. Taktiež poskytujú možnosť na určenie povahy skrytej energie – záhadnej sily urýchľujúcej rozpínania vesmíru. „Nová rekordná vzdialenosť supernovy otvára okno do obdobia mladého vesmíru a ponúka nový dôležitý pohľad na explodujúce hviezdy," hovorí astronóm David O. Jones (Johns Hopkins University, Baltimore, Maryland), hlavný autor vedeckého článku popisujúceho nový objav. „Na tomto období môžeme preverovať rôzne teórie, ktoré vysvetľujú, ako spoľahlivé sú tieto explózie pre pochopenie vývoja vesmíru a jeho rozpínania." Odhalenie najvzdialenejšej supernovy dodáva na dôveryhodnosti jednej z dvoch konkurenčných teórií vysvetľujúcich ich explóziu. Už predchádzajúce predbežné dôkazy sa prikláňali skôr k explozívnemu splynutiu dvoch „vyhorených" hviezd označovaných pojmom „biely trpaslík". Nový objav je súčasťou trojročného pozorovacieho programu HST začatého v roku 2010. Bol zameraný na prieskum vzdialených supernov typu Ia za účelom zistenia, či sa zmenili za 13,8 miliardy rokov, ktoré uplynuli od Veľkého tresku. Výskumný program bol pomenovaný CANDELS+CLASH Supernova Project. Na sčítanie vzdialených supernov využíva kvalitnú a všestrannú kameru Wide Field Camera 3 (WFC3) pracujúcu na palube HST, ktorá pomáha astronómom pri hľadaní supernov na základe pozorovaní v oblasti blízkeho infračerveného žiarenia a na overovanie ich vzdialenosti na základe spektroskopie. Nájdené veľmi vzdialené supernovy poskytujú dôležitú metódu na meranie hodnoty zrýchľovania rozpínajúceho sa vesmíru pôsobením skrytej (tzv. tmavej) energie. Vedecký tím pod vedením Adama Riessa doposiaľ objavil viac než 100 supernov všetkých typov v rôznych vzdialenostiach, ktoré pokrývajú existenciu vesmíru v rozpätí pred 2,4 až pred 10 miliardami rokov. Na základe týchto nových objavov astronómovia identifikovali osem supernov typu Ia vrátane SN Wilson, ktoré explodovali pred viac než 9 miliardami rokov. Astronómovia hľadali spôsob, ako na snímkach v oblasti blízkeho infračerveného žiarenia pokrývajúcich obdobie troch rokov vyhľadať slabé svetlo supernov. Supernovu SN Wilson sa im podarilo vypátrať v decembri 2010. Následne použili spektrometer kamery WFC3 na HST a ďalekohľad VLT (Very Large Telescope) Európskeho južného observatória na Cerro Paranal v Chile na overenie vzdialenosti supernovy a na rozloženie jej svetla kvôli zisteniu jedinečných znakov v spektre potvrdzujúcich jej príslušnosť k typu Ia. Hoci je supernova SN Wilson len o 4 % vzdialenejšia než doterajšia držiteľka rekordu vo vzdialenosti, posunula tento rekord aj približne o 350 miliónov rokov späť v čase. „Tieto supernovy sú dôležité nástroje pre výskum skrytej energie, ktorá urýchľuje rozpínanie celého vesmíru," hovorí Adam Riess. „Tento výskum nám dáva príležitosť využiť supernovy na overenie toho, ako dobre ich poznáme." Astronómovia stále ešte majú veľa práce, aby zistili, aký je pôvod skrytej energie a ako explodujú supernovy typu Ia. „Supernovy typu Ia nám poskytujú najpresnejší kozmický meter, avšak nie sme si celkom istí, či vždy meriame tým správnym metrom," hovorí člen týmu Steve Rodney (Johns Hopkins University). „Týmto supernovám dnes rozumieme oveľa viac, preto sa nám podarilo aj oveľa presnejšie určiť rozmery vesmíru." Objav supernov typu Ia v tak mladom vesmíre umožní astronómom rozlíšiť medzi dvoma konkurenčnými modelmi týchto explózií. V jednom modeli je explózia spôsobená splynutím dvoch bielych trpaslíkov. V druhom prípade biely trpaslík postupne „pohlcuje" hmotu svojho partnera – obyčajnú hviezdu – až nakoniec exploduje, keď príliš zvýši svoju hmotnosť. Znalosť typu spúšťačov explózií supernov môže taktiež ukázať, ako rýchlo sa vesmír obohacoval ťažkými chemickými prvkami, ako je napríklad železo. Explodujúce hviezdy totiž vytvorili takmer všetko železo nachádzajúce sa vo vesmíre, ktoré je surovinou potrebnou na vznik planét a života.

RNDr. Zdeněk Komárek