Kosmisk linseeffekt kan give ny viden om mørkt stof
Et internationalt hold af astronomer gjorde kort før jul en opdagelse med Hubble-rumteleskopet, som de mener, vil kaste nyt lys over mysteriet om universets mørke stof.
De opdagede nemlig en supernova, hvis lys kunne ses i hele fire gengivelser fra Jorden, da det blev bøjet rundt om en galakse mellem Jorden og supernovaen. Fænomenet kaldes Einsteins Kors og er ikke tidligere observeret i forbindelse med supernovaer.
Afbøjningen skyldes den stærke tyngdekraft i den meget massive galaksehob, som bøjer og fokuserer strålerne, så lyset fremstår 20 gange kraftigere fra Jorden.
Fænomenet kaldes gravitationel linseeffekt og har været årsag til, at astronomerne har fået et så synligt indblik i supernovaens liv og død.
Ud over det usædvanlige i at kunne se lyset fire steder på en gang, vil lyset fra supernovaen formentlig også kunne give forskerne bedre beregninger af mængden og fordelingen af universets mørke stof.
Supernovaen kunne formentlig ses allerede i 1995 et andet sted i galaksehoben, vurderer astronomerne. Og de regner med, at andre lysstråler fra supernovaen vil kunne ses et helt tredje sted fra om 1-5 år. Den tidsforskel, hvormed supernovaen kommer til syne igen, fortæller meget om det stof, der befinder sig mellem galakserne, fortæller professor på Niels Bohr Institutet Jens Hjorth.
Læs også: Ny målinger bekræfter: Mørk energi driver universets udvidelse
»Vi ser, at den massive galaksehob fokuserer lyset fra supernovaen langs mindst tre separate veje, som vi så kan se med flere års forskel. Når en af lysvejene rammer præcist sammen med en anden galakse, opstår der endnu en linseeffekt, og supernovaens lys splittes op i de fire billeder, vi nu ser,« siger han og fortsætter:
»Lyset bliver afbøjet forskelligt på dets vej gennem labyrinten af klumpet mørkt stof, og på grund af de forskellige ruter ankommer de på forskellige tidspunkter til os på Jorden. Ved at måle forsinkelsen mellem de forskellige tidspunkter, lyset ankommer på, vil vi ved hjælp af modelberegninger kunne kortlægge fordelingen af mørkt stof,« siger Jens Hjorth.
Når lyset er et vigtigt redskab, skyldes det, at mørkt stof ellers kan være meget svært at bedømme egenskaberne af, når det er umuligt at se. Supernovaen giver således mulighed for at se på graden, hvormed lyset bliver afbøjet, hvor billederne af supernovaen opstår samt at se på den præcise 'tidsforsinkelse' mellem supernovabillederne.
»Dermed kan vi ud fra supernovabilleders placering regne tilbage og estimere mængden og fordelingen af mørkt stof i hoben og i galaksen, som splitter lyset i fire. I forhold til at observere de mere konstante kvasarer, hvor vi også har set afbøjet lys, kan vi her følge en supernova eksplodere, udsende et lys og forsvinde flere steder i hoben. Det giver os en dacapo-effekt, vi kan bruge til beregningerne,« forklarer han.
Observationerne er blevet foretaget i forbindelse med et stort internationalt projekt, hvor seks galaksehobe bliver observeret meget dybt. Disse seks hobe er blevet valgt ud, fordi de netop besidder de egenskaber, som giver den størst mulige gravitationelle linseeffekt, så meget fjerne og utydelige galakser kan ses ’gennem’ dem.
Læs også: Spørg Scientariet: Gælder E=mc2 også for big bang-øjeblikket?
Den nyligt observerede supernova ligger således 9 mia. lysår fra Jorden, mens galaksehoben ligger 5 mia. lysår væk. Mens galaksehoben ligger inden for rumteleskopets kræfter, ville supernovaen være noget sværere at fange.
»Vi havde ikke set supernovaen, hvis den ikke var ’linset’, og det samme med de meget fjerne galakser, som vi kigger efter. Uden teleskopeffekten vil vi aldrig få øje på dem,« siger Jens Hjorth.
Opdagelsen er publiceret i det videnskabelige tidsskrift Science i et særnummer i forbindelse med 100-året for Einsteins almene relativitetsteori.
