Kan man se supernovan för 12,9 miljarder år sedan?

I dagens tidning står att man i Hubble sett en stjärna vars ljus färdats 12,9 miljarder år och som bara ska ha levt några miljoner år och sedan exploderat till en supernova. Detta leder till mina två frågor. 1) Kan man också se supernovan som bildades parallellt på samma ställe? 2) Varför kan man inte se big bang då det väl är en ljusstark händelse, eller genererade den ”bara” bakgrundsstrålningen?

Frågan ställdes 2022-04-03 av Linnea, 17 år.

Fråga 1: Precis, stjärnan exploderade sannolikt efter bara några miljoner år efter att den bildats i en rejäl supernova. Denna supernova har vi inte sett, och troligen kommer vi heller inte se den, vi skulle ha en väldig tur om vi råkade titta på stjärnan precis när den håller på att explodera och någon indikation på att den ska göra det har vi heller inte sett.

Men! När gravitationslinsning sker, vilket är den effekt som fick stjärnan att bli förstärkt nog för att kunna ses, så kan många underliga saker hända samtidigt! Ljuset från stjärnan tar alltså en lite annorlunda väg fram till oss än vad det skulle gjort om ingen gravitationslinsning skett – detta ljuset kan alltså ta flera olika vägar fram till oss. Om vi tänker oss att ljuset från stjärnan tog en ganska lång väg på sin färd mot oss, och ljuset från den efterföljande supernovan tog en väldigt kort väg på sin färd mot oss, så skulle alltså ljuset från supernovan och stjärnan kunna nå oss ungefär samtidigt – om vi har extremt stor tur! Att detta skulle ske är ganska osannolikt, men inte omöjligt. Tänk dig att ljuset från supernovan skulle komma till oss typ 100 000 år efter ljuset från stjärnan, då skulle skulle ju detta ändå vara alldeles för långt emellan för att vi ska rimligen kunna observera det – vår civilisation kanske inte ens finns kvar att beskåda det!

Fråga 2: Detta borde vara möjligt kan man tycka! Det enda riktiga problemet som uppstår är att just bakgrundsstrålningen som du nämner faktiskt höljer universums tidigaste ögonblick i en sorts dimma. Denna dimma är inte en sådan som vi tänker oss här på jorden, utan en dimma i form av ett plasma – där elektronerna i atomerna slitits loss från sina banor på grund av värmen. Då hela universum fortfarande var väldigt hett flera hundratusen år efter big bang så fortsatte alltså all gas i universum, bestående mest av väte och helium, att vara ett plasma. I ett plasma så kan inte ljus färdas fritt, alltså kan man inte se förbi denna tidpunkt i universum. Tänk dig lite som såhär: Du står hemma i trädgården (om du har en trädgård hemma) och hör ljudet av en explosion, du tittar raskt i riktningen där ljudet kommer ifrån. Du kommer inte hinna se själva startögonblicket av explosionen, du ser snarare bara ett typ av eldmoln som snabbt breder ut sig. I ett sådant eldmoln så är mycket av gasen ett plasma då explosionen är så het, precis som i tidiga universum. Du kan inte se igenom eldmolnet in i mitten där explosionen först skedde, och ser därför inte ”startsmällen”. Ungefär så kan du också tänka för att förstå varför vi inte kan se big bang.

Men! Ännu en gång så kan det finnas en räddning! Det råkar vara så att ljuset i sig främst är det som lider av detta problem. Det finns något som kallas gravitationsvågor och de är, precis som ljus, en typ av våg som vi kan se om vi tittar med rätt instrument! I framtiden kan vi möjligen använda gravitationsvågor för att se förbi bakgrundsstrålningen, kanske ända till big bang!

Frågan besvarades av Anton Vikaeus, doktorand vid avdelningen astronomi och rymdfysik, institutionen för fysik och astronomi.