טלסקופ החלל האבל מסייע במדידת מרחק קוסמי על ידי צפייה בסופרנובות מסוג Ia, כמו אלו ב-NGC 3810, תוך שימוש בבהירותן העקבית כדי לאמוד מרחקים המותאמים להשפעות אבק בין-גלקטיות. קרדיט: ESA/Hubble & NASA, D. Sand, RJ Foley
מדידת מרחקים קוסמיים היא חיונית באסטרופיזיקה, עם ה טלסקופ החלל האבל הוא מפתח באמצעות תצפיותיו על סופרנובות מסוג Ia. הסופרנובות הללו, הידועות בבהירותן העקבית, עוזרות לכייל מרחקים לאחר שהתייחסו לאבק הבין-גלקטי, כפי שניתן לראות בגלקסיה NGC 3810.
משימה מכרעת באסטרופיזיקה היא מדידת המרחק לעצמים מרוחקים באמת כמו גלקסיות, קוואזרים וצבירי גלקסיות. זה נכון במיוחד כשמדובר בלימוד היקום המוקדם, אבל זו משימה קשה. רק במקרה של כמה עצמים קרובים כמו השמש, כוכבי לכת וכמה כוכבים קרובים נוכל למדוד את המרחקים שלהם ישירות. מעבר לכך, צריך להשתמש בשיטות עקיפות שונות; אחד החשובים ביותר הוא על ידי בחינת סופרנובות מסוג Ia, וזה המקום שבו נאס"א/ESA טלסקופ החלל האבל נכנס.
NGC 3810, הגלקסיה המופיעה בתמונה זו, הייתה המארח של סופרנובה מסוג Ia בשנת 2022. בתחילת 2023 התמקד האבל בגלקסיות זו ובמספר גלקסיות אחרות כדי לבחון מקרוב סופרנובות מסוג Ia האחרונות. סוג זה של סופרנובה נובע מפיצוץ של ננס לבן, ולכולם יש בהירות עקבית מאוד. זה מאפשר להשתמש בהם למדידת מרחקים: אנחנו יודעים כמה בהיר צריכה להיות סופרנובה מסוג Ia, כך שנוכל לדעת כמה רחוקה היא חייבת להיות מכמה עמום היא נראית.
אי ודאות אחת בשיטה זו היא שאבק בין גלקטי בין כדור הארץ לסופרנובה חוסם חלק מהאור שלו. איך יודעים כמה מההפחתה באור נגרמת ממרחק, וכמה מאבק?
בעזרת האבל, יש פתרון חכם: צלם תמונות של אותן סופרנובות מסוג Ia באור אולטרה סגול, שנחסם כמעט לחלוטין על ידי אבק, ובאור אינפרא אדום, שעובר דרך אבק כמעט ללא השפעה. על ידי תשומת לב מדוקדקת של כמות האור החודרת בכל אורך גל, ניתן לכייל את הקשר בין בהירות הסופרנובה והמרחק כך שיביא בחשבון את האבק.
תמונה זו מתארת את הגלקסיה הספירלית NGC 3810, שבשנת 2023 נכללה בתוכנית האבל לשיפור הדיוק של מדידות מרחק שנעשו באמצעות סופרנובות מסוג Ia. זה היה אפשרי רק בגלל שגמד לבן ב-NGC 3810 הפך זה עתה לסופרנובה, והאבל תפס את התמונה הזו לפני שהסופרנובה נמוגה מהעין.
סופרנובות נקראות על שם שנת הגילוי שלהן, ואחריה תג מתגבר של אותיות – a, b וכן הלאה. כיום, עם סקרים אוטומטיים, מתגלים אלפי סופרנובות מדי שנה, ולכן זו קיבלה את השם SN 2022zut, בתור שמונה עשרה אלף, מאה וארבעים שניות שנמצאו בשנת 2022!
קרדיט: ESA/Hubble & NASA, D. Sand, RJ Foley
האבל יכול לצפות בשני אורכי הגל הללו בפירוט רב עם אותו מכשיר. זה הופך אותו לכלי המושלם עבור הניסוי הזה, ואכן, חלק מהנתונים ששימשו ליצירת התמונה היפה הזו של NGC 3810 התמקדו בסופרנובה שלו משנת 2022. אתה יכול לראות אותו כנקודת אור ממש מתחת לגרעין הגלקטי, או בתמונה המוערת למעלה.
ישנן דרכים רבות למדידת מרחקים קוסמיים; מכיוון שסופרנובות מסוג Ia כל כך בהירות, הן אחד הכלים השימושיים והמדויקים ביותר, כאשר הם מזוהים. יש להשתמש גם בשיטות רבות אחרות, בין אם כבדיקה עצמאית מול מדידות מרחק אחרות או כדי למדוד במרחקים קרובים או רחוקים בהרבה. שיטה אחת כזו שעובדת גם עבור גלקסיות היא השוואת מהירות הסיבוב שלהן לבהירות שלהן; בהתבסס על שיטה זו, נמצא כי NGC 3810 נמצא במרחק של 50 מיליון שנות אור מכדור הארץ.
