Команда исследователей во главе с Robert Quimby из Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU) объявила об открытии галактики, которая способна увеличивать объекты, расположенные на её заднем плане в несколько десятков раз. В частности, сверхновая звезда типа Ia, благодаря эффекту гравитационного линзированием, создаваемого галактикой, увеличивается в более чем 30 раз. Это — первый пример столь мощного гравитационного линзирования сверхновой звезды, который подтверждает предыдущие предположения команды о необычных свойствах этой сверхновой звезды.
Команда продемонстрировала, что открытия сверхновых типа Ia (СН Ia) могут быть более частыми, нежели считалось ранее. Наблюдения за СH Iа через гравитационные линзы могут использоваться для прямого измерения скорости расширения Вселенной (параметр Хаббла), таким образом, это открытие может оказывать значительное воздействие на то, как космическое расширение будет изучаться в будущем.
Сверхновые типа Ia чрезвычайно полезны для понимания природы таинственных компонентов Вселенной, таких как темная энергия и темная материя. СН Ia характеризуются поразительно похожими пиковыми яркостями, в независимости от того, где они происходят во Вселенной. Эта особенность позволяет астрономам использовать сверхновые типа Ia в качестве «стандартных» свечей» для измерения космологических расстояний, не зависящих от расширения Вселенной. Измерение расстояния с использованием СН Ia стало базой для открытий ускоряющегося расширения Вселенной (Нобелевская премия по физике 2011 года).
В 2010 году была найдена сверхновая, получившая название PS1-10afx, которая характеризовалась таким же цветом и кривой блеска (изменением яркости в течении длительного периода времени), как и сверхновые типа Ia, но её пиковая яркость при этом была в 30 раз больше ожидаемой. Это открытие было сделано благодаря использованию телескопа Panoramic Survey Telescope & Rapid Response System 1 (Pan-STARRS1), расположенного на Гавайях, который проводит съемку всего видимого неба по несколько раз на месяц. Некоторые учёные расценили эту аномалию, как совершенно новый тип сверхъяркой сверхновой звезды. По словам Robert Quimby, PS1-10afx во всем была похожа на сверхновую типа Ia, за единственным исключением — она была слишком яркой.
Физические особенности СН Ia за последние 3-я десятилетия были весьма детализировано изучены, тем не менее учёным не удалось установить, как именно могла образоваться сверхновая звезда типа Ia стандартного цвета и кривой блеска, но с более высокой пиковой яркостью.
По словам Quimby, необычные сверхновые, которые ранее находили астрономы, как правило сияли ярче, нежели стандартные СН Ia, характеризовалась более высокими температурами (их цвет был более синим) и физическими размерами (следовательно, более медленной кривой блеска).
По словам физика-математика Marcus Werner из Kavli IPMU, учёным все же удалось найти объяснение этой аномалии, и как ни странно, это гравитационное линзирование. Учёные предположили, что если бы перед PS1-10afx находилась массивная галактика, то теоретически, она могла деформировать пространство-время, создав тем самым более увеличенное изображение сверхновой звезды.
Несмотря на то, что имеющиеся наблюдения согласовались с гипотезой команды учёных, им предстало ответить на вопрос: где именно расположена линзирующая галактика? По словам астронома Anupreeta More из Kavli IPMU, имеющиеся данные точно указывали на наличие галактики — хозяина сверхновой звезды, тем не менее, каких, либо доказательств присутствия галактики на переднем плане у них не было. И тогда началась работа по поиску доказательств этой гипотезы, отмечает астроном.
В сентябре 2013 года команда Quimby предприняла попытку разыскать «скрытую» линзу. Используя спектрограф Low-Resolution Imaging Spectrograph, установленный на 10-метровом телескопе Keck-I на Гавайях, они на протяжении 7 часов проводили наблюдения за PS1 — 10afx.
После тщательного «извлечения» сигнала из данных, были получены долгожданные доказательства. По словам More, в слепящем свете относительно яркой галактики-хозяина сверхновой PS1 — 10afx, удалось найти ещё одну, расположенную на переднем плане, галактику. Она была достаточно слаба для того, чтобы её можно было обнаружить ранее, отмечает астроном. Последующие исследования показали, что этой галактикой можно полностью объяснить аномальную яркость PS1-10afx.
По словам Masamune Oguri из Department of Physics Университета Токио (University of Tokyo), учёные ранее выдвигали очень много предположений о том, как именно будет выглядеть гравитационная линза сверхновой типа Ia через. Небольшие размеры галактики-линзы и её низкая яркость — это далеко не то, что учёные полагали увидеть, признается Oguri. Тем не менее, эта находка играет важную роль для последующих открытий, так как более отдалённые сверхновые, вероятнее всего, будут подвержены гравитационному линзированию, следовательно, их размеры будут больше, да и находиться они будут в более отдалённой Вселенной.
Следствием этого является то, что большая часть линзирующих сверхновых типа Ia, которые будут найдены в будущих обзорах с помощью инструментов, таких как Large Synoptic Survey Telescope, можно будет идентифицировать по цвету: более высокое красное смещение гравитационно линзирующей сверхновой более красное, нежели соседних нелинзирующих галактик.
