Стандартная свеча: cверхновая позволила определить расстояние до далекой галактики

Работающие с телескопом Hubble астрономы опубликовали изображение, демонстрирующее галактику NGC 3810. В 2022 году в ней вспыхнула сверхновая типа Ia.

Галактика NGC 3810. Кружок отмечает вспыхнувшую в 2022 году сверхновую. Источник: SA/Hubble & NASA, D. Sand, R. J. Foley

Измерение расстояния до удаленных объектов, таких как галактики, квазары и скопления галактик — одна из важнейших задач в астрофизике, особенно когда речь идет об изучении ранней Вселенной. Но это не так-то и просто. Астрономам приходится использовать несколько косвенных методов, одним из которых является изучение сверхновых типа Ia.

Сверхновые типа Iа вспыхивают, когда белый карлик поглощает слишком много вещества, и его масса превышает предел Чандрасекара. Результатом этого становится термоядерный взрыв. Поскольку в ходе таких событий выделяется одинаковое количество энергии, астрономы активно используют сверхновые типа Ia в качестве стандартных свечей для измерения расстояний до других галактик. Зная, насколько яркой должна быть сверхновая, они могут определить, как далеко она должна находиться, по тому, насколько тусклой кажется.

Именно такая сверхновая вспыхнула в галактике NGC 3810. Ее можно увидеть как яркую точку чуть ниже галактического ядра. Правда, астрономам недостаточно просто сфотографировать сверхновую. Одна из неопределенностей этого метода заключается в том, что межгалактическая пыль, находящаяся между Землей и сверхновой, блокирует часть ее света. Как узнать, насколько уменьшение яркости вызвано расстоянием, а насколько — пылью?

Галактика NGC 3810. Кружок отмечает вспыхнувшую в 2022 году сверхновую. Источник: SA/Hubble & NASA, D. Sand, R. J. Foley

С помощью Hubble астрономы нашли хитроумный обходной путь: вначале сделать снимки сверхновой в ультрафиолетовом диапазоне, который почти полностью блокируется пылью. Затем в инфракрасном свете, который проходит сквозь пыль почти незатронутым. Тщательно отмечая, сколько света проходит на каждой длине волны, можно откалибровать зависимость между яркостью сверхновой и расстоянием до нее с учетом пыли. Поскольку Hubble способен вести наблюдения в обоих диапазонах с помощью одного и того же прибора это делает его идеальным инструментом для данного эксперимента.

Стоит отметить, что астрономы обычно используют несколько способов измерения расстояний  для независимой проверки полученных результатов. Один из таких методов, который работает и для галактик — сравнение скорости их вращения с яркостью. На основе него было установлено, что NGC 3810 находится в 50 миллионах световых лет от Земли.

По материалам esahubble.org