James Webb Space Telescope의 놀라운 새 이미지는 서로 다른 시점에서 한 번도 두 번도 아닌 세 번 은하를 호스팅하는 초신성을 보여줍니다.
JWST(James Webb Space Telescope)에 의해 겉보기에 시간을 초월하는 것처럼 보이는 이 이미지는 전경 은하단의 막대한 중력 영향과 Albert Einstein이 100년 전에 예측한 “중력 렌즈 효과”라고 하는 광 굴절 현상에 의해 가능해졌습니다.
일반 상대성 이론에서 아인슈타인은 질량이 공간과 시간 또는 “시공간”의 구조를 휘게 한다고 예측했습니다. 이는 팽팽한 고무판 위에 공을 올려놓으면 공이 종이에 흠집을 내는 것과 비슷합니다. 공의 질량이 클수록 공이 일으키는 비틀림의 정도가 커집니다. 이는 시공간의 경우에도 마찬가지입니다. 별은 행성보다 더 많은 “곡률”을 유발하고 은하계는 별보다 더 많은 시공간의 “곡률”을 유발합니다.
이 뒤틀림은 빛이 배경 물체의 질량체를 지나갈 때 빛의 통과에 영향을 줍니다. 극단적인 경우 빛이 우리에게 오는 역렌즈 물체와 렌즈 물체 주변의 경로가 다를 수 있기 때문에 배경 물체가 확대되거나 하늘의 여러 지점에서 보일 수도 있습니다. 이것은 이 현상인 “중력 렌즈 효과”가 천문학자들이 매우 멀리 있는 물체를 연구하는 데 강력한 도구가 되었음을 의미합니다.
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이 새로운 JWST 이미지의 렌즈 대상은 물병자리 방향으로 약 32억 광년 떨어진 은하단 RX J2129입니다. RX J2129 렌즈는 그것을 반복하는 붉은 색의 초신성 호스트 은하의 배경입니다.
초신성 폭발은 천문학자들이 허블 우주망원경을 이용해 감지한 것으로 2022년에 확인된 Type Ia 초신성이다. 그들은 빛이 얼마나 균일하기 때문에 천문학자들에 의해 종종 “표준 양초”라고 불립니다. 이 균일성은 Type Ia 초신성이 같은 거리에서 정확히 똑같이 보일 것이기 때문에 우주 거리를 측정하는 도구로 사용될 수 있음을 의미합니다.
중력 렌즈인 RX J2129는 배경 은하에서 오는 빛의 경로가 다르기 때문에 JWST에 도달하는 시간이 다르기 때문에 크기, 위치 또는 나이가 동일하지 않은 이 은하의 3개 이미지를 생성했습니다. .
가장 긴 경로를 따라가는 빛은 배경 은하가 가장 오래된 때와 초신성이 여전히 발생하고 있을 때를 보여줍니다. 다음 이미지는 320일 만에 두 번째로 긴 은하 경로를 보여주고, 첫 번째 이후 1000일 후에 가장 짧은 빛의 경로를 가진 마지막 이미지를 보여줍니다. 이후의 두 이미지에서 AT 2022riv 초신성은 이미 시야에서 사라졌습니다.
또한 이미지의 오른쪽 상단 모서리에는 중력 렌즈의 뒤틀림 효과로 인해 동심원의 빛의 호로 나타나는 여러 배경 개체가 표시됩니다.
관찰은 JWST에서 다음을 사용하여 이루어졌습니다. 적외선 카메라 (새 탭에서 열기) (NIRSpec)은 AT 2022riv의 밝기를 측정할 수 있었습니다. 이는 매우 멀리 떨어져 있어 초기 초신성입니다. 강력한 우주 망원경은 또한 사건에서 나온 빛의 분광학을 수행하여 이 멀리 떨어진 초신성을 지역 우주에서 최근에 발생한 유형 Ia 초신성과 비교할 수 있게 되었습니다.
이 비교는 거리를 측정할 때 이러한 초신성 사용의 정확성을 테스트하는 데 사용할 수 있으며 따라서 천문학의 가장 유용한 도구 중 하나의 결과를 검증할 수 있습니다.
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