科学者たちはほぼ一世紀にわたり宇宙が膨張していることを知っているが、その速度についてはいまだに意見が一致していない。まるで動かない速度計で車の速度を議論しているようなものだ。今、ミュンヘン工科大学(TUM)、ルートヴィヒ・マクシミリアン大学(LMU)、マックス・プランク研究所(MPA、MPE)の研究者たちが、この議論に終止符を打つかもしれない珍しい宇宙の物差しを発見した。
問題の天体は約100億光年彼方にある超光度超新星で、正式名称はSN 2025wnyだが、発見者たちは愛称をSN Winnyと名付けた。ただ明るいだけではない。手前の二つの銀河による重力レンズ効果で、空に五つの別々の像として現れるのだ。光は異なる経路をたどり、時間差が生じる。科学者たちはこの時間差を使ってハッブル定数、すなわち宇宙の膨張率を計算できる。
「私たちは有望な重力レンズのリストを作り、このような現象を探すのに6年を費やしました」と、TUMの観測宇宙論准教授でマックス・プランク天体物理学研究所のフェローでもあるシェリー・スユ氏は語る。「超光度超新星が適切な重力レンズと完全に一致する確率は100万分の1以下です。2025年8月、SN Winnyはそのうちの一つとぴったり一致しました。」
アリゾナの大型双眼望遠鏡(口径8.4メートルの鏡2枚と補償光学を搭載)による高解像度撮影で、このシステムの初のカラー画像が得られ、二つのレンズ銀河の周りに五つの青みがかった光点が示された。同様のシステムは通常、二つか四つの像しか生み出さないため、この五重像は珍しいご馳走だ。若手研究者のアラン・シュヴァインフルト(TUM)とレオン・エッカー(LMU)が質量分布をモデル化したところ、銀河は滑らかで規則的であり、近接しているにもかかわらずまだ衝突していないことを示唆している。
現在、天文学者にはハッブル定数を測定する二つの主な方法があり、それらは一致しない——ハッブル・テンションとして知られる口論だ。第一の方法は宇宙距離梯子で、近くの銀河から段階的に距離を構築し、小さな誤差を蓄積する。第二の方法はビッグバンからの宇宙マイクロ波背景放射を調べるもので、宇宙の歴史に関する仮定に依存しており、これも議論の的となっている。
SN Winnyは第三の方法を提供する:時間遅延とレンズ質量を用いた一段階の計算で、系統的不確かさが少なく、まったく異なる種類のものだ。世界中の天文学者が現在、地上および宇宙望遠鏡でこれを観測しており、宇宙の長年にわたる速度制限論争の解決を期待している。
ミュンヘン工科大学(TUM)提供の資料。注:内容はスタイルと長さのために編集されている可能性があります。