‘ווב’ מגלה פי 10 יותר סופרנובות ביקום הקדום ממה שהיו ידועות בעבר
טלסקופ החלל ‘ג’יימס ווב’ של נאס”א מצטיין כצייד סופרנובות. ‘ווב’ מגלה סופרנובות רחוקות כמעט בכל מקום שהוא מסתכל בזכות הרגישות האינפרא-אדומה הקיצונית שלו.
‘ווב’ אידיאלי לזיהוי סופרנובות רחוקות מאוד בגלל תופעה הנקראת “היסט אדום קוסמולוגי”, שבה אור הנוסע ברחבי היקום נמתח לאורך גלים ארוכים יותר. האור הנראה מסופרנובות קדומות נמתח כל-כך הרבה עד שהוא מגיע ללטווח אינפרא-אדום. המכשירים של ‘ווב’ מותאמים לקלוט אור אינפרא-אדום, מה שהופך אותו לאידיאלי למציאת סופרנובות רחוקות אלה.
צוות המחקר זיהה פי 10 יותר סופרנובות רחוקות ממה שהיו ידועות קודם לכן באמצעות נתונים מסקר האבל מעמיק של היקום הקדום. מחקר זה הוא הצעד המשמעותי הראשון לקראת סקרים נרחבים יותר של סופרנובות קדומות עם ‘ווב’.
טלסקופ החלל ‘ווב’ פותח חלון חדש על מדע הסופרנובות
מסתכל עמוק לתוך היקום, טלסקופ החלל ‘ג’יימס ווב’ של נאס”א מספק למדענים את ההצצה הראשונה המפורטת שלהם על סופרנובות מזמן שבו היקום שלנו היה רק חלק קטן מגילו הנוכחי. צוות המחקר שהשתמש בנתוני ‘ווב’, זיהה פי 10 יותר סופרנובות ביקום הקדום ממה שהיו ידועות קודם לכן. כמה מהכוכבים המתפוצצים החדשים הם הדוגמאות הרחוקות ביותר מסוגם, כולל אלה המשמשים למדידת שיעור ההתרחבות של היקום.
“‘ווב’ הוא מכשיר גילוי סופרנובות,” אמרה כריסטה דקורסי, סטודנטית לתואר שלישי בשנה השלישית במצפה הכוכבים סטיוארט ובאוניברסיטת אריזונה בטוסון. “הכמות העצומה של הגילויים בנוסף למרחקים הגדולים לסופרנובות אלה הם שני הממצאים המרגשים ביותר מהסקר שלנו.”
דקורסי הציגה את הממצאים האלה במסיבת עיתונאים במפגש ה-244 של האגודה האמריקאית לאסטרונומיה במדיסון, ויסקונסין.
‘מכונת גילוי סופרנובות’
כדי לבצע את התגליות האלה, הצוות ניתח נתוני דימות שנאספו כחלק מתוכנית JADES (סקר עמוק מתקדם של JWST). ‘ווב’ אידיאלי למציאת סופרנובות רחוקות מאוד מכיוון שהאור שלהן נמתח לאורכי גל ארוכים יותר – תופעה הנקראת “היסט אדום קוסמולוגי”.
לפני שיגורו של ‘ווב’, רק כמה סופרנובות נמצאו בהיסט אדום מעל 2, מה שתואם לזמן שבו היקום היה רק בן 3.3 מיליארד שנה – רק 25% מגילו הנוכחי. דגימת JADES מכילה סופרנובות רבות שהתפוצצו עוד יותר בעבר, כאשר גיל היקום היה פחות מ-2 מיליארד שנה.
בעבר, חוקרים השתמשו בטלסקופ החלל ‘האבל’ של נאס”א כדי לצפות בסופרנובות מזמן שהיקום היה ב”שלב הבגרות הצעירה”. עם JADES, מדענים רואים סופרנובות כאשר היקום היה ב”שלב ההתבגרות” או “טרום-התבגרות”. בעתיד, הם מקווים להסתכל אחורה ל”שלב הילדות” או הינקות של היקום.
כדי לגלות את הסופרנובות, הצוות השווה תמונות מרובות שנלקחו בהפרש של עד שנה וחיפש מקורות שנעלמו או הופיעו בתמונות האלה. עצמים אלה שמשתנים בבהירותם הנצפית לאורך זמן מכונים טרנזיינטים, וסופרנובות הן סוג של טרנזיינט. בסך הכל, הצוות שדגם את סקר הטרנזיינטים של JADES גילה כ-80 סופרנובות בקטע שמיים בעובי של גרגר אורז שמוחזק במרחק יד.
גיל הסופרנובה נקבע על-פי ההיסט האדום שלה (מסומן כ-‘z’). האור של הסופרנובה הרחוקה ביותר, בהיסט אדום של 3.8, נבע כאשר היקום היה רק בן 1.7 מיליארד שנה. היסט אדום של 2.845 תואם לזמן של 2.3 מיליארד שנה לאחר המפץ הגדול. הדוגמה הקרובה ביותר, בהיסט אדום של 0.655, מראה אור שעזב את הגלקסיה שלו לפני כ-6 מיליארד שנה, כאשר היקום היה קצת יותר מחצי מגילו הנוכחי. קרדיט: נאס”א, ESA, CSA, STScI, כריסטה דקורסי (אוניברסיטת אריזונה), שיתוף פעולה של JADES
“זוהי באמת ההצצה הראשונה שלנו של איך היקום בהיסט אדום גבוה נראה למדע הטרנזיינטים,” אמר חבר הצוות ג’סטין פיירל, חוקר בתוכנית איינשטיין של נאס”א במכון המדעי של טלסקופ החלל (STScI) בבולטימור, מרילנד. “אנו מנסים לזהות האם סופרנובות רחוקות שונות באופן יסודי או דומות מאוד למה שאנו רואים ביקום הקרוב.”
פיירל וחוקרים אחרים מ-STScI סיפקו ניתוח כדי לקבוע אילו טרנזיינטים הם באמת סופרנובות ואילו לא, מכיוון שלעיתים קרובות הם נראים דומים מאוד.
הצוות זיהה מספר סופרנובות בהיסט אדום גבוה, כולל הסופרנובה הרחוקה ביותר שאי פעם אושרה ספקטרוסקופית, בהיסט אדום של 3.6. כוכב המוצא שלה התפוצץ כאשר היקום היה רק בן 1.8 מיליארד שנה. זוהי סופרנובה שנקראת קריסת ליבה, פיצוץ של כוכב מסיבי.
