هنگامی که یک ستاره با سوخت خود می‌سوزد، در خود فرو می‌ریزد و در یک ابرنواختر فاجعه بار که نور آن را میلیون‌ها سال نوری در سراسر کیهان طنین‌انداز می‌کند، منفجر می‌شود.
مشاهدات بی‌درنگ ابرنواختر‌ها تقریباً ناشناخته است. با این حال، گروهی از ستاره‌شناسان به تازگی تصاویری را کشف کرده‌اند که مراحل اولیه انفجار یک ستاره را در حین جست وجو از طریق داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط تلسکوپ فضایی هابل نشان می‌دهد.
دانشمندان، این مجموعه چشمگیر را در تصاویر آرشیوی از هابل پیدا و مشخص کردند که آن‌ها در عرض چند ساعت پس از فروپاشی ستاره گرفته شده‌اند. آن‌ها یافته‌های خود را در مقاله‌ای در مجله Nature منتشر کرده‌اند.
ونلی چن (Wenlei Chen) پژوهشگر فوق دکتری در دانشگاه مینه‌سوتا و سرپرست این مطالعه گفت: ما انتظار داشتیم موارد گذرای بیشتری را شناسایی کنیم که توسط جست و جو‌های گذشته نادیده گرفته شده بودند، اما از یافتن تصاویر متعددی از یک ابرنواختر تازه شگفت‌زده شدیم.
این ابرنواخترِ به سرعت در حال تکامل در خوشه کهکشانی "آبل ۳۷۰" در فاصله تقریباً ۵ میلیون سال نوری از ما قرار دارد و در دسامبر ۲۰۱۰ توسط هابل شناسایی شده است. چن و همکارانش برای مشاهده گذر‌های نوری ضعیف در داده‌های آرشیوی هابل اقدام کردند، اما با این صحنه مواجه شدند و از یافتن چیزی کاملاً انفجاری شگفت‌زده شدند.
چن و همکارانشان سه تصویر از همگرایی گرانشی را از این ابرنواختر کشف کردند. همگرایی گرانشی زمانی اتفاق می‌افتد که یک جرم بزرگ مانند یک خوشه کهکشانی، فضا-زمان را در اطراف خود خم و مانند یک عدسی در مقابل عبور نور عمل کند. این واقعه اغلب اجرامی مانند کهکشان‌ها و ستارگان دورتر را بزرگ می‌کند. نمونه اخیر از آن را می‌توان در اولین تصویر علمی تلسکوپ فضایی جیمز وب از خوشه کهکشانی SMACS ۰۲۳ مشاهده کرد که شامل نمونه‌های مختلفی از همگرایی گرانشی است.
همگرایی گرانشی هنگامی روی می‌دهد که نورِ یک چشمه درخشان بسیار دور مانند یک اختروش در مسیر خود تا رصدگر، از کنار جرم پرجرم دیگری مانند یک خوشه کهکشانی بگذرد و مسیر آن خمیده شود. جرم میانی، عدسی گرانشی نامیده می‌شود. این پدیده یکی از پیش‌بینی‌های نظریه نسبیت عام اینشتین است.
براساس نظریه نسبیت عام، جرم می‌تواند فضا-زمان را خمیده کند و در نتیجه یک میدان گرانشی بسازد که می‌تواند نور را منحرف کند. این پدیده را نخستین بار آرتور ادینگتون در سال ۱۹۱۹ در جریان یک خورشیدگرفتگی آزمود که در آن نور ستاره‌ای که از نزدیک خورشید می‌گذشت کمی خم شد و در نتیجه مکان ظاهری ستاره کمی جابه‌جا شد.
با همگرایی گرانشی می‌توان اطلاعاتی درباره جرم میانی از جمله جرم آن به دست آورد. در تصاویر هابل سه عکس با همگرایی گرانشی، مراحل اولیه ابرنواختر را در مراحل مختلف نشان می‌دهند. اولین تصویر، ستاره‌ها را تنها شش ساعت پس از انفجار نشان می‌دهد.
دانشمندان بر اساس محاسبات انتقال به طیف سرخ این ستارگان معتقدند این ابرنواختر تقریباً ۱۱.۵ میلیارد سال سن دارد. گفتنی است که انتقال به سرخ معیاری برای میزان انبساط جهان است.
جیمز وب تعداد بیشتری از ابرنواختر‌ها را کشف خواهد کرد
رصد‌های ابرنواختری چن و همکارانش اساساً به آن‌ها اجازه داد تا ستاره‌ای از کیهان اولیه را مطالعه کنند، زیرا آن‌ها قادر به تجزیه و تحلیل ویژگی‌های ابرنواختر بودند و اطلاعات زیادی در مورد ستاره‌ای که این رویداد انفجاری کیهانی را ایجاد کرد، بیاموزند.
چن می‌گوید: در یک جهان با جابه‌جایی زیاد به طیف سرخ، ستارگان را نمی‌توان با هیچ تلسکوپ موجودی تشخیص داد، مگر اینکه بزرگ‌نمایی شدید از همگرایی‌های گرانشی وجود داشته باشد.
وی افزود: مشاهده مراحل اولیه یک ابرنواختر به ما امکان می‌دهد تا مولد آن را شناسایی کنیم و آن را اندازه‌گیری کنیم، زیرا درخشندگی و سرعت سرد شدن در مراحل اولیه یک ابرنواختر هر دو به اندازه قبل از انفجار ستاره مولد بستگی دارد. چنین مشاهداتی دریچه‌ای را به روی ستاره‌شناسان باز می‌کند تا ستارگان پرجرم را در کیهان اولیه مطالعه کنند.
دانشمندان با تجزیه و تحلیل روشنایی تصاویر مختلف متوجه شدند که این ابرنواختر به سرعت طی ۸ روز سرد شده است. آن‌ها محاسبه کردند که این ستاره احتمالاً ۵۳۰ برابر خورشید است که با یک ابرغول سرخ مطابقت دارد.
چن توضیح می‌دهد که کشف ابرنواختر‌های دوردست با فروپاشی هسته می‌تواند به ما کمک کند تا در مورد شکل‌گیری ستاره‌ها و تکامل کهکشان‌ها در کیهان اولیه بیشتر بیاموزیم.
وی به همراه گروهش برای رصد ابرنواختر‌های دورتر با استفاده از تلسکوپ جیمز وب ناسا که در ماه اول عملیات علمی خود توانست انفجار یک ستاره را ثبت کند، برنامه‌ریزی کرده‌اند.
چن می‌گوید: تلسکوپ فضایی جیمز وب ابزاری قدرتمند برای جستجوی ابرنواختر‌های دوردست و منتقل‌شده به طیف سرخ خواهد بود، زیرا وضوح زاویه‌ای بهبود یافته و پوشش طول موج گسترده‌اش در طیف‌های نزدیک به فروسرخ دارد.