Наднова Ares із червоним зміщенням z = 1,276 є одним із найвіддаленіших спалахів, які вдалося вивчити в деталях. Її світло пройшло крізь гравітаційну лінзу, утворену скупченням галактик, і розділилося на кілька зображень. Перше зображення вже зафіксовано. Решта прийдуть із великою затримкою.

Про відкриття розповідає препринт на arXiv (рецензованою публікацією він поки не є). Дані отримано на спектрографі NIRSpec космічного телескопа James Webb.

Що саме знайшли

Наднова спалахнула в масивній галактиці за скупченням MACS J0308.9+2645. Ця галактика видна в трьох зображеннях. Спектроскопічне червоне зміщення становить 1,276 ± 0,002. Червоне зміщення показує, наскільки розтягнулося світло через розширення Всесвіту, і слугує мірою відстані.

Спектр NIRSpec охоплює оптичний та ближній інфрачервоний діапазони в системі відліку самої наднової. У ньому видно лінії гелію на 5876, 7065 і 10830 ангстрем. Також є лінії водню (Hα) та Pa-бета.

Дослідники порівняли спектри й криві блиску (графіки зміни яскравості в часі) з локальними наднови із колапсом ядра. Результат: тип IIb. Це найвіддаленіша наднова такого типу, ідентифікована спектроскопічно.

Яку стадію вибуху ми бачимо

Порівняння з кривими блиску близьких наднових IIb дало оцінку фази спектра: 34 доби після радіоактивного піку. Похибка становить від −9 до +10 діб, і всі цифри наведено в системі відліку наднової. Радіоактивний пік означає максимум яскравості, який живиться розпадом радіоактивних елементів.

Це пізня фотосферна стадія. Вона дає рідкісну можливість побачити наднову з обдертою оболонкою (stripped-envelope) на такій відстані.

Як лінза розтягує час

Масивне скупчення викривлює простір і змінює напрям променів світла. Промені, що йдуть різними шляхами, проходять різну відстань і по-різному відчувають гравітацію скупчення. Тому одна й та сама подія відображається кілька разів, але в різні моменти.

Модель скупчення, побудована на нових даних JWST, показує, що Ares спостерігається в першому зображенні, яке прибуває раніше за інші. Ще два зображення з'являться поблизу центру скупчення. Це станеться не раніше ніж через 70 років. Передбачене збільшення становить близько 5 разів для одного зображення і близько 1,5 раза для іншого.

Що тут нового

Лінзованих наднових відомо небагато, а спектроскопічно класифікованих ще менше. Тут поєдналися два рідкісні факти. Це рекордно віддалена наднова типу IIb і система, де повторне з'явлення передбачене на десятиліття вперед.

Затримка у 70 років дуже велика. Більшість людей, які бачили перше зображення, не побачать повторення. Але його можна передбачити заздалегідь, і це цінно для перевірки моделей скупчення.

Наскільки впевнені в результаті

Класифікація спирається на порівняння з локальними наднови. Фазу оцінено з відчутною похибкою (від −9 до +10 діб). Прогноз затримки записано як «≳70 років», тобто це оцінка знизу, а не точна дата. Збільшення також наведено наближено.

Що далі

Заплановано спостереження скупчення в багатооб'єктному режимі NIRSpec (Multi-Object Spectroscopy). Вони допоможуть докладніше змоделювати лінзовану систему і точніше визначити затримку та збільшення. Крім того, вони дадуть спектр-шаблон у тому місці, де спалахнула Ares. Такий шаблон потрібен, щоб відокремити світло наднової від світла галактики.