Astronomen finden die am weitesten entfernte Supernova aller Zeiten: 10,5 Milliarden Lichtjahre entfernt

Astronomen haben die bisher am weitesten entfernte Supernova in einer Entfernung von 10,5 Milliarden Lichtjahren von der Erde entdeckt. Die Supernova mit dem Namen DES16C2nm ist eine katastrophale Explosion, die vor etwa 10,5 Milliarden Jahren das Ende eines massereichen Sterns ankündigte. Erst jetzt erreicht uns das Licht. Das Astronomenteam hinter der Entdeckung hat seine Ergebnisse in a . veröffentlicht neues Papier verfügbar um arXiv .

„…manchmal muss man einfach rausgehen und nach oben schauen, um etwas Erstaunliches zu finden.“ – Dr. Bob Nichol, Universität Portsmouth.

Die Supernova wurde von Astronomen entdeckt, die an der Dunkelenergie-Umfrage (DES), einer Zusammenarbeit von Astronomen in verschiedenen Ländern. Die Aufgabe des DES besteht darin, mehrere hundert Millionen Galaxien zu kartieren, um uns dabei zu helfen, mehr über die Dunkle Energie herauszufinden. Dunkle Energie ist die mysteriöse Kraft, von der wir glauben, dass sie die beschleunigte Expansion des Universums verursacht.

DES16C2nm wurde erstmals im August 2016 entdeckt. Seine Entfernung und extreme Helligkeit wurden im Oktober desselben Jahres mit drei unserer leistungsstärksten Teleskope bestätigt – dem Very Large Telescope und dem Magellan-Teleskop in Chile sowie dem Keck-Observatorium auf Hawaii.

Dieses Bild aus dem Jahr 2015 zeigt den gleichen Himmelsbereich, bevor DES16C2nm explodierte. Bild: Mat Smith und DES-Zusammenarbeit.

DES16C2nm ist eine sogenannte Superluminous Supernova (SLSN), eine Art von Supernova, die erst vor 10 Jahren entdeckt wurde. SLSNs sind die seltenste – und hellste – Art von Supernova, die wir kennen. Nach der Explosion der Supernova hinterließ sie einen Neutronenstern, den dichtesten Objekttyp im Universum. Es wird angenommen, dass die extreme Helligkeit von SLSNs, die 100-mal heller sein kann als andere Supernovae, durch Material verursacht wird, das in den Neutronenstern fällt.

„Es ist aufregend, Teil der Umfrage zu sein, die die älteste bekannte Supernova entdeckt hat.“ – Dr. Mathew Smith, Hauptautor, University of Southampton

Der Hauptautor der Studie, Dr. Mathew Smith von der University of Southampton, sagte: „Es ist aufregend, Teil der Umfrage zu sein, die die älteste bekannte Supernova entdeckt hat. DES16C2nm ist extrem weit entfernt, extrem hell und extrem selten – nicht das, was einem als Astronom jeden Tag begegnet.“

Dr. Smith fuhr fort, dass die Entdeckung nicht nur deshalb aufregend sei, weil sie so weit entfernt, uralt und selten sei. Es bietet auch Einblicke in die Ursache von SLSNs: „Das ultraviolette Licht von SLSN informiert uns über die Menge des bei der Explosion produzierten Metalls und die Temperatur der Explosion selbst, die beide entscheidend sind, um zu verstehen, was diese kosmischen Explosionen verursacht und antreibt. ”

„Jetzt wissen wir, wie man diese Objekte auf noch größere Entfernungen findet, und suchen im Rahmen des Dark Energy Survey aktiv nach mehr davon.“ – Co-Autor Mark Sullivan, University of Southampton.

Nachdem das internationale Team hinter dem Dark Energy Survey nun einen der SLSNs gefunden hat, wollen sie mehr finden. Co-Autor Mark Sullivan, ebenfalls von der University of Southampton, sagte: „Der nächste Schritt ist es, weiter entfernte Veranstaltungen zu finden, um die Vielfalt und Anzahl dieser Veranstaltungen zu bestimmen. Jetzt wissen wir, wie man diese Objekte auf noch größere Entfernungen findet, und suchen im Rahmen des Dark Energy Survey aktiv nach weiteren davon.“

Das von DES verwendete Instrument ist die neu konstruierte Dark Energy Camera (DECam), die auf dem Victor M. Blanco 4-Meter-Teleskop am Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) in den chilenischen Anden montiert ist. DECam ist eine extrem empfindliche 570-Megapixel-Digitalkamera, die speziell für die Dark Energy Survey entwickelt und gebaut wurde.

Die DECam im Einsatz in ihrer Heimat in den chilenischen Anden. Die extrem empfindliche 570-Megapixel-Kamera ist am Victor M. Blanco 4-Meter-Teleskop am Cerro Tololo Inter-American Observatory montiert. Bild: DES/CTIO

Am Dark Energy Survey sind mehr als 400 Wissenschaftler von über 40 internationalen Institutionen beteiligt. Es begann im Jahr 2013 und wird seine fünfjährige Mission irgendwann im Jahr 2018 abschließen. Der DES nutzt 525 Beobachtungsnächte, um eine tiefe, weiträumige Vermessung durchzuführen, um Informationen von 300 Millionen Galaxien aufzuzeichnen, die Milliarden von Lichtjahren entfernt sind Erde. DES soll uns helfen, eine brennende Frage zu beantworten.

Nach Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie , die Schwerkraft sollte dazu führen, dass sich die Expansion des Universums verlangsamt. Und wir dachten, es wäre so, bis Astronomen, die entfernte Supernovae untersuchten, 1998 herausfanden, dass das Gegenteil der Fall ist. Aus irgendeinem Grund beschleunigt sich die Expansion. Es gibt wirklich nur zwei Möglichkeiten, dies zu erklären. Entweder muss die Allgemeine Relativitätstheorie ersetzt werden, oder ein großer Teil des Universums – etwa 70 % – besteht aus etwas Exotischem, das wir Dunkle Energie nennen. Und diese Dunkle Energie übt eine Kraft aus, die der Anziehungskraft von „normaler“ Materie entgegengesetzt ist, wodurch die Expansion des Universums beschleunigt wird.

„…manchmal muss man einfach rausgehen und nach oben schauen, um etwas Erstaunliches zu finden.“ – Dr. Bob Nichol, Universität Portsmouth.

Um diese Frage zu beantworten, bildet der DES 5.000 Quadratgrad des Südhimmels in fünf optischen Filtern ab, um detaillierte Informationen über jede der 300 Millionen Galaxien zu erhalten. Ein kleiner Teil der Vermessungszeit wird auch verwendet, um etwa einmal pro Woche kleinere Himmelsflecken zu beobachten, um Tausende von Supernovae und andere astrophysikalische Transienten zu entdecken und zu studieren. Und so wurde DES16C2nm entdeckt.

Der Co-Autor der Studie, Bob Nichol, Professor für Astrophysik und Direktor des Instituts für Kosmologie und Gravitation an der University of Portsmouth, kommentierte: „Solche Supernovae waren nicht gedacht, als wir vor über einem Jahrzehnt mit DES begannen. Solche Entdeckungen zeigen die Bedeutung der Erfahrungswissenschaft; Manchmal muss man einfach rausgehen und nach oben schauen, um etwas Erstaunliches zu finden.“