天文学家三次发现同一颗超新星并预测16年内第四次目击

导读 宇宙中最重的结构——由成百上千个星系组成的星系团——可以将来自遥远星系背后的光线弯曲得如此之多,以至于它们看起来与实际位置完全不同...
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宇宙中最重的结构——由成百上千个星系组成的星系团——可以将来自遥远星系背后的光线弯曲得如此之多,以至于它们看起来与实际位置完全不同。

但事实并非如此:光可以在一个星系团周围经过多条路径,这使我们有可能幸运地使用强大的望远镜在天空的不同位置看到两个或多个同一个星系。

似曾相识的超新星

围绕星系团的一些路线比其他路线更长,因此需要更多时间。路线越慢,重力越强;相对论的另一个惊人结果。这会错开光线到达我们所需的时间,从而错开我们看到的不同图像。

这种奇妙的效应使宇宙黎明中心的一组天文学家与他们的国际合作伙伴一起观察天空中不少于四个不同位置的单个星系。

观测是使用哈勃太空望远镜的红外波长范围进行的。

通过分析哈勃的数据,研究人员注意到背景星系中的三个明亮光源在 2016 年的一组观测中很明显,当哈勃在 2019 年重新访问该区域时,这些光源消失了。这三个光源原来是一个单一的图像其生命以被称为超新星的巨大爆炸而告终的恒星。

“一颗恒星在 100 亿年前爆炸,远在我们自己的太阳形成之前。爆炸产生的闪光刚刚到达我们身边,”宇宙黎明中心的副教授加布里埃尔布拉默解释说,他与史蒂文罗德尼教授一起领导了这项研究南卡罗来纳大学的。

这颗绰号为“SN-Requiem”的超新星可以在银河系的四个“镜像”中的三个中看到。每张图片都展示了爆炸性超新星发展的不同视角。在最后两张图片中,它还没有爆炸。但是,通过检查星系在星系团内的分布以及这些图像如何被弯曲空间扭曲,实际上可以计算出这些图像的“延迟”程度。

这让天文学家做出了一个非凡的预测:

“银河系的第四张图像大约晚了 21 年,这应该能让我们再次看到超新星爆发,大约在 2037 年左右,”加布里埃尔·布拉默解释道。

可以教我们更多关于宇宙的知识

如果我们能在 2037 年再次见证 SN-Requiem 爆炸,它不仅将证实我们对引力的理解,而且有助于解开最近几年出现的另一个宇宙学之谜,即我们的宇宙膨胀。

我们知道宇宙正在膨胀,不同的方法让我们可以测量多快。问题在于,即使考虑了测量不确定性,各种测量方法也不会产生相同的结果。我们的观测技术是否存在缺陷,或者——更有趣的是——我们是否需要修改我们对基础物理学和宇宙学的理解?

“了解宇宙的结构将成为未来十年主要地球观测站和国际空间组织的首要任务。未来计划的研究将覆盖大部分天空,预计将揭示数十个甚至数百个像 SN Requiem 这样的具有超新星的罕见引力透镜,”布拉默阐述道:

“对来自这些来源的延迟的准确测量提供了对宇宙膨胀的独特而可靠的确定,甚至可以帮助揭示暗物质和暗能量的特性。”

暗物质和暗能量是被认为占我们宇宙 95% 的神秘物质,而我们只能看到 5%。引力透镜的前景是有希望的!

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