Вселенная продолжает расширяться — с этим утверждением астрономы согласны уже почти столетие. Однако вопросы о том, с какой скоростью это происходит, до сих пор вызывают споры: два основных метода предоставляют различные значения постоянной Хаббла.
Теперь международная группа с участием исследователей из Технического университета Мюнхена (TUM), LMU и институтов Макса Планка обнаружила необычный космический инструмент, который может помочь прояснить этот давний, но все еще актуальный вопрос. Речь идет о сверхъяркой сверхновой, находящейся на расстоянии около 10 миллиардов световых лет. Этот объект не только заметно ярче обычных звездных взрывов, но и выглядит весьма необычно: вместо одной точки телескопы наблюдают сразу пять. Такой «узор» формирует гравитационная линза — две галактики на переднем плане, которые искажают пространство-время и разбивают свет сверхновой на несколько лучей.
Каждый световой луч проходит мимо линзирующих галактик по своей траектории и, следовательно, преодолевает разное расстояние. В итоге пять изображений сверхновой вспыхивают не одновременно, а с временными задержками. Именно эти задержки становятся ключевыми для измерения скорости расширения Вселенной: чем быстрее она растет, тем более разнообразными выглядят эти временные сдвиги при фиксированной массе гравитационной линзы.
Сверхновую, получившую обозначение SN 2025wny и неофициальное имя «Сверхновая Винни» (SN Winny), искали на протяжении шести лет. «Это крайне редкое событие, которое может сыграть важную роль в улучшении нашего понимания космоса, — объясняет Шерри Суйю, доцент наблюдательной космологии в TUM. — Шанс найти сверхъяркую сверхновую, которая идеально совпадает с подходящей гравитационной линзой, составляет менее одного на миллион. Мы потратили шесть лет на поиск такого события, составляя список перспективных гравитационных линз, и в августе 2025 года SN Winny точно совпала с одной из них.»
Для того чтобы максимально точно восстановить распределение масс в линзирующих галактиках, ученые использовали Большой бинокулярный телескоп (LBT) в Аризоне — две зеркальные «тарелки» диаметром 8,4 м с адаптивной оптикой, что позволяет компенсировать атмосферные искажения. Полученное высокодетальное цветное изображение продемонстрировало в центре две красноватые галактики, окруженные пятью голубоватыми точками — изображениями сверхновой. Сразу пять таких точек — это редкость: большинство гравитационных линз создают две-три, максимум — четыре точки.
Молодые члены команды, Аллан Швайнфурт (TUM) и Леон Эккер (LMU), создали первую детализированную модель распределения массы в этих галактиках. Выяснилось, что и свет, и масса распределены в них довольно равномерно и регулярно — вероятно, они еще не сталкивались, несмотря на визуальную близость. Простота системы — это значительное преимущество: модель линзы становится менее неоднозначной, что позволяет будущему расчету постоянной Хаббла быть очень точным.
«До сих пор большинство линзированных сверхновых увеличивались массивными скоплениями галактик, распределение массы которых сложно и трудно моделировать, — говорит Аллан Швайнфурт. — SN Winny, однако, линзируется всего двумя отдельными галактиками. Общая простота системы открывает захватывающую возможность измерить скорость расширения Вселенной с высокой точностью».