Kauan sitten kaukaisessa galaksissa... massiivinen tähti räjähti. Tuo kataklysmi loi esineen, jota kutsutaan supernovaksi (samanlainen kuin mitä me kutsumme Rapu-migreen). Tuolloin tämä muinainen tähti kuoli, oma galaksi, Linnunrata, oli vasta alkamassa muodostua. Aurinkoa ei ollut edes olemassa. Eikä planeettoja. Aurinkokuntamme syntyi edelleen yli viisi miljardia vuotta tulevaisuudessa.
Valokaikuja ja gravitaatiovaikutuksia
Kauan sitten räjähdyksen valo levisi avaruuteen kuljettaen tietoa tähdestä ja sen katastrofaalisesta kuolemasta. Nyt, noin 9 miljardia vuotta myöhemmin, tähtitieteilijöillä on upea näkymä tapahtumaan. Se näkyy neljässä kuvassa supernoovasta, jonka on luonut galaksiklusterin luoma gravitaatiolinssi. Itse klusteri koostuu jättiläisestä etualalla sijaitsevasta elliptisestä galaksista, joka on kerätty yhdessä muiden galaksien kanssa. Kaikki ne ovat upotettu tumman aineen joukkoon. Galaktien yhdistetty painovoima ja tumman aineen paino heikentävät valoa kauempana olevista esineistä sen kulkiessa. Se todella siirtää valon kulkusuuntaa hieman ja haisee "kuvan", jonka saamme niistä kaukaisista esineistä.
Tässä tapauksessa supernoovasta tuleva valo kulki neljä erilaista polkua klusterin läpi. Tuloksena olevat kuvat, jotka näemme täällä maapallolta, muodostavat ristin muotoisen kuvion, jota kutsutaan Einsteinin ristiksi (nimeltään fyysikko Albert Einstein). Kohtauksen kuvannut Hubble-avaruusteleskooppi. Kunkin kuvan valo saapui kaukoputkeen hiukan eri aikaan - päivien tai viikkojen päässä toisistaan. Tämä on selvä osoitus siitä, että jokainen kuva on seurausta erilaisesta polusta, jonka valo kulki galaksiklusterin ja sen pimeän ainekuoren läpi. Tähtitieteilijät tutkivat tätä valoa saadakseen lisätietoja kaukaisen supernovan toiminnasta ja sen galaksin ominaisuuksista.
Miten tämä toimii?
Supernoovasta virtaava valo ja kulkureitit ovat analogisia useille junille poistu asemalta samaan aikaan, kaikki kulkevat samalla nopeudella ja matkalla samaan finaaliin määränpää. Kuvittele kuitenkin, että jokainen juna kulkee eri reittiä, ja etäisyys jokaiselle ei ole sama. Jotkut junat kulkevat kukkuloiden yli. Toiset menevät laaksojen läpi, ja vielä toiset kulkevat ympäri vuoria. Koska junat kulkevat eri raidepituuksilla eri maastossa, ne eivät saavu määränpäähän samanaikaisesti. Samoin supernovakuvat eivät näy samanaikaisesti, koska osa valosta viivästyy matkustamalla ympäri mutkia, jotka on luotu tiheän tumman aineen painovoiman vaikutuksesta galaksissa klusterin.
Kunkin kuvan valon saapumisen välinen viive kertoo tähtitieteilijöille jotain tumman aineen järjestelystä kuvan ympärillä galaksit klusterissa. Joten supernoovasta tuleva valo toimii tietyssä mielessä kuin kynttilä pimeässä. Se auttaa tähtitieteilijöitä kartoittamaan tumman aineen määrän ja jakauman galaksiklusterissa. Itse klusteri on noin 5 miljardia valovuotta meistä, ja supernova on vielä 4 miljardia valovuotta pidemmälle. Tutkimalla viiveitä erilaisten kuvien saavuttamisen välillä, tähtitieteilijät voivat saada vihjeitä siitä, minkä tyyppisellä vääntyneellä avaruusmaastolla supernovan valon oli kuljettava läpi. Onko se kömpelö? Kuinka kömpelö? Kuinka paljon siellä on?
Näihin kysymyksiin ei vielä ole vastauksia. Erityisesti supernovakuvien ulkonäkö voi muuttua seuraavien vuosien aikana. Tämä johtuu siitä, että supernoovasta tuleva valo virtaa edelleen klusterin läpi ja kohtaa galakseja ympäröivän tumman aineen pilven muita osia.
Lisäksi Hubble-avaruusteleskooppi havainnot tästä ainutlaatuisesta linssisestä supernovasta, tähtitieteilijät käyttivät myös W.M. Keck-teleskooppi Havaijissa suorittaaksesi lisää havaintoja ja mittauksia supernoovan isäntägalaktisen etäisyydestä. Nämä tiedot antavat lisävihjeitä galaksin olosuhteista sellaisina kuin ne olivat olemassa varhaisessa maailmankaikkeudessa.