Gambar luar biasa yang diambil oleh Teleskop Luar Angkasa Webb menunjukkan supernova yang sama sebanyak tiga kali, berkat kekhasan ruang-waktu yang dikenal sebagai pelensaan gravitasi. Gambar tersebut juga membantu tim mengukur konstanta Hubble, angka yang membuat frustrasi (kami akan menjelaskan alasannya) yang mewakili laju perluasan alam semesta.
Lensa gravitasi adalah wilayah ruangwaktu di mana cahaya dibelokkan—bahkan diperbesar—oleh massa struktur besar seperti lubang hitam dan bahkan gugusan galaksi. Lensa yang dieksplorasi oleh tim baru-baru ini diciptakan oleh yang terakhir: kumpulan galaksi di konstelasi Ursa Major, yang gaya gravitasi kolektifnya membelokkan dan memfokuskan cahaya dari sumber yang lebih jauh.
Dengan membelokkan cahaya dari sumber yang lebih jauh—dan dengan demikian, lebih kuno—, lensa gravitasi membuat sumber tersebut lebih mudah dilihat dari Bumi (dan dalam kasus Webb, sekitar satu juta mil dari Bumi). Lensa gravitasi khusus ini memperbesar supernova—ledakan cemerlang yang menandai matinya beberapa bintang—dan melipatgandakannya di langit.
Gugus galaksi tersebut diberi nama PLCK G165.7+67.0, yang diberi julukan G165. Gugus galaksi dan supernova dicitrakan oleh Kamera Inframerah Dekat (NIRCam) di teleskop pada bulan Maret, April, dan Mei tahun lalu. G165 berjarak 3,6 miliar tahun cahaya dari Bumi—jarak yang sangat mengejutkan—tetapi supernova yang disorotinya bahkan lebih kuno lagi.
Menurut Institut Sains Teleskop Luar Angkasa melepaskanwilayah ruang angkasa tersebut dipilih untuk pencitraan karena tingginya tingkat pembentukan bintang yang bermassa lebih dari 300 kali massa Matahari kita. Wilayah tersebut dicitrakan oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble pada tahun 2015, namun penglihatan inframerah Webb baru-baru ini mengungkapkan sumber cahaya yang lebih redup di bidang yang sama.
“Untuk menghasilkan tiga gambar, cahaya merambat melalui tiga jalur berbeda. Karena setiap jalur memiliki panjang yang berbeda, dan cahaya bergerak dengan kecepatan yang sama, supernova dicitrakan dalam pengamatan Webb ini pada tiga waktu berbeda selama ledakannya,” kata Brenda Frye, astronom di Universitas Arizona dan anggota tim. terlibat dalam penelitian terbaru, tidak semuanya telah dipublikasikan. Beberapa makalah yang menjelaskan tentang supernova diterbitkan awal tahun ini Jurnal Astrofisikadan makalah yang akan datang adalah saat ini dihosting di server pracetak arXiv.
Gugus galaksi yang dicitrakan tampak seperti rata karena lensa gravitasi, yang membengkokkan cahaya galaksi menjadi bentuk seperti busur. Busur tersebut memiliki tiga titik cahaya yang membentang di atasnya; setiap titik adalah supernova yang sama, yang dilensa oleh gugus galaksi di latar depan. Ini adalah struktur busur dan bintik yang mirip dengan struktur yang ditemukan oleh tim lain pada tahun 2022, Earendel yang berusia 12,9 miliar tahun, bintang tertua yang diketahui.
Frye membandingkan supernova yang muncul tiga kali dengan seseorang yang dilihat dari tiga sudut berbeda di cermin rias berpanel tiga. “Dalam analogi cermin lipat tiga, terjadi penundaan waktu dimana cermin sebelah kanan menggambarkan seseorang sedang mengangkat sisir, cermin sebelah kiri menunjukkan rambut sedang disisir, dan cermin tengah menampilkan orang yang meletakkan sisir,” Frye dikatakan. Meskipun supernova terlihat di tiga titik secara bersamaan, hal ini tidak selalu terjadi pada objek berlensa seperti itu. Pada tahun 2016, semburan cahaya dari supernova berusia 10 miliar tahun muncul di langit malam dan menghilang dalam beberapa tahun; ini adalah ketiga kalinya supernova, yang dijuluki “Requiem”, muncul di langit, karena cahaya dari peristiwa tersebut mengambil rute berbeda menuju Bumi. Tim peneliti tersebut mengatakan mereka memperkirakan lebih banyak cahaya dari supernova akan tiba di Bumi pada tahun 2037.
Supernova tiga kali lipat yang baru-baru ini terjadi (atau “trifold”, dalam istilah tim) lebih dari sekadar eksentrisitas ruangwaktu yang menawan. Para astronom menggunakannya untuk mengkonfirmasi ketegangan Hubble, sebuah masalah yang menjengkelkan dalam pemahaman kita tentang alam semesta. Supernova ini dijuluki SN H0pe, karena kemampuannya membantu memperjelas sifat ketegangan.
Perbedaan ini berkaitan dengan laju perluasan alam semesta, yang telah terjadi sejak awal mulanya sekitar 13,77 miliar tahun yang lalu. Pada dasarnya, para ilmuwan mendapatkan angka yang berbeda-beda tergantung pada cara mereka menghitung laju perluasan alam semesta, angka yang disebut konstanta HubbleT. Salah satu cara untuk memprediksi laju tersebut adalah dengan mempelajari latar belakang gelombang mikro kosmik, cahaya paling awal yang dapat kita lihat, yang berasal dari sekitar 300.000 tahun setelah Big Bang. Cara lainnya adalah dengan melihat sekelompok bintang yang disebut Cepheids, yang berguna karena menunjukkan bagaimana cahaya galaksi meregang akibat perluasan alam semesta.
Tahun lalu, data Webb mengonfirmasi bahwa ketegangan Hubble (dinamai sesuai nama astronom terhormat tersebut, bukan teleskop yang juga menyandang namanya) bukan disebabkan oleh adanya masalah pada teleskop Hubble, yang sebelumnya diamati untuk mendeteksi ketegangan tersebut. Dua tahun yang lalu pada bulan ini, tim yang berbeda meningkatkan kepastian mengenai ketegangan tersebut—dengan kata lain, kepastian bahwa perbedaan tersebut adalah kenyataan ilmiah dan bukan kebetulan statistik—menjadi sebuah ambang batas 5-sigmaatau satu dalam sejuta kemungkinan para ilmuwan melakukan kesalahan.
Pengamatan Webb putaran berikutnya akan membantu tim peneliti mendapatkan angka yang mereka hitung untuk ketegangan dengan ketidakpastian yang lebih sedikit. Tentu saja, ini merupakan tambahan dari pemandangan kosmos yang luar biasa tajam yang diberikan teleskop kepada kita.
