Благодаря гравитационному линзированию излучение от вспышки далекой сверхновой пришло на Землю несколько раз с разной задержкой. Это позволило дать новую оценку постоянной Хаббла, которая отражает скорость расширения Вселенной.
Вселенная расширяется со все увеличивающейся скоростью, которая характеризуется постоянной Хаббла. Однако точное значение этой константы неизвестно. Для ее измерения используют «стандартные свечи» (например, звезды цефеиды или некоторые виды сверхновых) — источники, истинная яркость которых строго определена, а значит, видимая яркость зависит только от расстояния. Другой способ опирается на температуру реликтового излучения, возникшего еще до появления первых звезд. Проблема в том, что результаты, полученные разными методами, заметно различаются — примерно на десять процентов.
Новый подход к оценке постоянной Хаббла применила международная команда астрономов во главе с Брэдом Такером (Brad Tucker) из Австралийского национального университета. Для этого они зарегистрировали свет одной и той же сверхновой, который приходит к нам пятью разными путями, образуя Крест Эйнштейна. О работе рассказывается в двух статьях, опубликованных в журналах Science и The Astrophysical Journal.
Напомним, согласно Общей теории относительности, гравитация вызывает искривления пространства-времени. И если излучение от далекого источника проходит мимо массивного объекта, его прямой путь изгибается. Благодаря этому такие объекты могут служить аналогами оптических линз, деформируя изображение. Иногда в результате этого даже возникают несколько изображений одного и того же источника, такие как знаменитый Крест Эйнштейна — учетверенное изображение далекого квазара.
Искривленные лучи, создающие несколько изображений одного и того же источника в Кресте Эйнштейна, проходят разное расстояние, которое зависит в том числе от постоянной Хаббла. Поэтому еще в середине прошлого века норвежский астроном Сюр Рефсдал предложил использовать линзированные сверхновые для оценки этой константы. Однако провести нужные наблюдения стало возможным лишь в последние годы.
Первой из подходящих для этого сверхновых стала SN Refsdal, обнаруженная на расстоянии около 14,4 миллиарда световых лет. Ее вспышки зарегистрировал космический телескоп Hubble, причем благодаря гравитационному линзированию они приходят к нам разными путями и с разной задержкой, образуя Крест Эйнштейна из пяти изображений. Первые из них добрались в конце 2014 года, а еще одна — уже в начале 2015-го.
Опираясь на наблюдения сверхновой Рефсдала, Брэд Такер и его соавторы дали новую оценку постоянной Хаббла — около 66,6 километра в секунду на мегапарсек. Ее значение оказалось ближе к результатам, которые ранее ученые получили с использованием реликтового фона (67 километров в секунду на мегапарсек), а не стандартных свечей (примерно 73 километра в секунду на мегапарсек).