MỘT SIÊU TÂN TINH, ĐƯỢC NHÌN THẤY NHIỀU LẦN

Một cụm thiên hà khối lượng lớn bẻ cong ánh sáng của các thiên thể nằm xa phía sau nó. Thấu kính hấp dẫn này có thể cho thấy cùng một thiên thể xa xôi nhiều lần — và vì mỗi hình ảnh đi theo một đường có độ dài khác nhau, các hình ảnh không đến cùng lúc. Nếu thiên thể nền là một ngôi sao đang nổ, độ trễ giữa các hình ảnh của nó có thể đo được. Kết hợp với một mô hình khối lượng của cụm thiên hà, độ trễ đó cho ra hằng số Hubble, tốc độ giãn nở của vũ trụ, độc lập với “thang khoảng cách” thông thường.

Mới chỉ biết một số ít siêu tân tinh lặp lại như vậy, cái xa nhất đang chờ một hình ảnh tương lai được dự đoán ở dịch chuyển đỏ 1,95. Một siêu tân tinh mới, được Seiji Fujimoto thuộc Đại học Toronto cùng 66 đồng nghiệp công bố, gần như tăng gấp đôi dịch chuyển đỏ đó.

Một chấm vốn không có ở đó

Khảo sát VENUS dùng Kính viễn vọng Không gian James Webb để chụp ảnh lặp lại các cụm thiên hà thấu kính. Ngày 3 tháng 7 năm 2026, nó quan sát cụm RXC J0018.5+1626 qua mười bộ lọc. Một nguồn điểm nhỏ, rất đỏ xuất hiện, vốn không có trong các ảnh Webb chụp ngày 15 tháng 12 năm 2024, cũng như trong các ảnh Hubble trước đó. Có thứ gì đó đã nổ trong khoảng thời gian ấy.

Nhóm nghiên cứu được giám đốc cấp thêm thời gian quan sát của Webb. Ngày 17 tháng 8 năm 2026, một loạt ảnh thứ hai và một phổ sâu được thực hiện.

Cụm thiên hà lúc phát hiện. Dấu ngoặc đánh dấu SN Helios; vòng tròn nét đứt cho thấy nơi hình ảnh tiếp theo được dự đoán xuất hiện, 2 đến 6 năm sau. Bên phải: không có gì vào tháng 12 năm 2024, siêu tân tinh vào tháng 7 năm 2026, đã mờ hơn vào tháng 8. — Hình 1, Fujimoto et al. (2026), arXiv:2609.30440.

Dấu vân tay của hydro

Phổ cho thấy một vạch hydro-alpha mạnh và rộng, rộng khoảng 7.900 km/s, với một chỗ lõm ở phía xanh của nó — dạng “P-Cygni” kinh điển của một đám mây đang giãn nở. Các vạch hydro-beta và heli cũng theo cùng kiểu. Kết luận: một siêu tân tinh loại II, sự sụp đổ lõi của một ngôi sao khối lượng lớn vẫn giữ lớp vỏ hydro của nó, ở dịch chuyển đỏ 3,34. Các lớp ngoài của nó đang giãn nở với vận tốc 7.000 đến 9.000 km/s.

So sánh với các siêu tân tinh gần đặt phổ này vào khoảng 27,5 ± 2,8 ngày sau độ sáng cực đại, theo thời gian riêng của ngôi sao. Trường hợp giống nhất là SN 2013ej, một sự kiện suy giảm nhanh.

Một cuộc hẹn trong khoảng 2028–2032

Năm mô hình độc lập về khối lượng của cụm thiên hà đều đồng ý rằng siêu tân tinh này có nhiều hình ảnh. Chúng đặt độ phóng đại của hình ảnh quan sát được trong khoảng 5,3 đến 25,1; nhóm nghiên cứu chọn giá trị khoảng 11. Hình ảnh tiếp theo sẽ xuất hiện 2 đến 6 năm sau khi phát hiện — trong khoảng 2028 đến 2032 — ở gần như cùng một vị trí trong mọi mô hình. Một số mô hình thậm chí đặt một hình ảnh sớm hơn vào vài thập kỷ trước.

SN Helios là siêu tân tinh nhiều hình ảnh đầu tiên được xác nhận vượt dịch chuyển đỏ 2 có một hình ảnh tương lai sẽ xuất hiện trong khoảng thời gian đo được. Nó đã nổ sớm hơn 1,4 tỉ năm trong lịch sử vũ trụ so với những kỷ lục gia trước đó thuộc loại này. Một khi các mô hình cụm thiên hà được chốt lại nhờ các quan sát quang phổ Keck đã lên kế hoạch, các tác giả hy vọng có được một phép đo hằng số Hubble chính xác ngang mức 2–4% đã đạt được với các siêu tân tinh bị thấu kính hóa trước đây.

Một thiên hà chủ quá mờ để nhìn thấy

Không có thiên hà nào hiện ra tại vị trí vụ nổ — không trong các ảnh hồng ngoại sâu, không trong các vạch phát xạ, không trong ánh sáng milimet từ ALMA. Sau khi hiệu chỉnh độ phóng đại, thiên hà chủ phải mờ hơn cấp sao tuyệt đối tử ngoại khoảng −13, mờ hơn mọi thiên hà chủ đã biết của loại siêu tân tinh này. Điều này ủng hộ ý tưởng rằng các thiên hà tí hon tạo ra nhiều vụ nổ như thế hơn trên mỗi đơn vị sao được hình thành.

Kẻ mạo danh ở dịch chuyển đỏ 16

Những màu sắc đầu tiên kể một câu chuyện rất khác. Một sự sụt giảm đột ngột dưới 2 micromet, không có thiên hà chủ, và tín hiệu được phát hiện ở mọi dải đỏ hơn trông giống dấu hiệu của một thiên hà ở dịch chuyển đỏ khoảng 16 — và ban đầu nhóm nghiên cứu coi đó là một ứng viên đầy hứa hẹn. Ba manh mối đã phá bỏ điều đó trong vòng một ngày: một tín hiệu yếu ở dải “biến mất” (dropout), một màu phẳng giữa hai bộ lọc lân cận, và trên hết là việc nguồn sáng này không hề tồn tại vào năm 2024.

Để cho thấy lớp ngụy trang thuyết phục đến mức nào, các tác giả chia các thông lượng cho độ phóng đại rồi khớp với các mô hình thiên hà: câu trả lời là dịch chuyển đỏ 15,8, với xác suất hơn 99,99% là trên dịch chuyển đỏ 10. Phổ thực của siêu tân tinh cho thấy một bậc nhảy trong ánh sáng của nó cộng với vạch hydro đã bắt chước một thiên hà rất xa như thế nào.

Nếu không có thấu kính và các quan sát tiếp theo, SN Helios sẽ bị tưởng là một thiên hà ở dịch chuyển đỏ 15,8. — Hình 6, Fujimoto et al. (2026), arXiv:2609.30440.

Một khuôn mẫu cho những người săn thiên hà

Các khảo sát sâu đạt tới cấp sao 30–31 chính là nơi những kẻ mạo danh như vậy đủ sáng để được phát hiện và bị phân loại sai một cách đầy tự tin. Việc tìm thấy một trường hợp phía sau chỉ một cụm thiên hà gợi ý rằng các cuộc tìm kiếm diện rộng không có thấu kính sẽ gặp nhiều trường hợp hơn. Nhóm nghiên cứu công bố phổ này như một khuôn mẫu để những người săn thiên hà có thể sàng lọc các ứng viên của mình. Một lần quan sát thứ ba bằng Webb đã được lên lịch vào cuối năm 2026 để theo dõi đường cong ánh sáng, trong khi đồng hồ vẫn chạy tới lần xuất hiện tiếp theo của siêu tân tinh.