引力透鏡使哥本哈根大學(xué)天文學(xué)家能夠在天空的三個(gè)不同地方觀察到同一顆超新星爆炸

2025-12-07 17:43:02 分類(lèi)：焦點(diǎn) 閱讀(48384)

"引力透鏡"使哥本哈根大學(xué)天文學(xué)家能夠在天空的三個(gè)不同地方觀察到同一顆超新星爆炸
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：外媒報(bào)道，來(lái)自一個(gè)遙遠(yuǎn)的透鏡同地同顆星系團(tuán)的巨大引力導(dǎo)致空間彎曲，以至于來(lái)自它們的使哥光線(xiàn)被彎曲并從許多方向射向地球。這種"引力透鏡"效應(yīng)使哥本哈根大學(xué)的本哈天文學(xué)家能夠在天空的三個(gè)不同地方觀察到同一顆爆炸的恒星。他們預(yù)測(cè)，根大夠天到2037年，學(xué)天星爆同一爆炸的文學(xué)第四張圖像將出現(xiàn)在天空中。這項(xiàng)研究最近發(fā)表在《自然-天文學(xué)》雜志上，察到超新它提供了一個(gè)獨(dú)特的引力機(jī)會(huì)，不僅可以探索超新星本身，透鏡同地同顆還可以探索我們宇宙的使哥膨脹。
愛(ài)因斯坦著名的本哈相對(duì)論最吸引人的方面之一是，引力不再被描述為一種力，根大夠天而是學(xué)天星爆空間本身的“曲率”。由重的文學(xué)物質(zhì)引起的空間曲率不僅導(dǎo)致行星圍繞恒星旋轉(zhuǎn)，而且還能彎曲光束的軌道。宇宙中最重的結(jié)構(gòu)--由數(shù)百或數(shù)千個(gè)星系組成的星系團(tuán)--可以使來(lái)自它們身后的遙遠(yuǎn)星系的光線(xiàn)彎曲，以至于它們看起來(lái)處于一個(gè)與實(shí)際完全不同的地方。
但事實(shí)并非如此：光線(xiàn)可以在一個(gè)星系團(tuán)周?chē)?jīng)過(guò)多條路徑，這使研究人員有可能幸運(yùn)地使用強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡在天空的不同位置對(duì)同一星系進(jìn)行兩次或多次觀測(cè)。
似曾相識(shí)的超新星
圍繞一個(gè)星系團(tuán)的一些路線(xiàn)比其他路線(xiàn)長(zhǎng)，因此需要更多的時(shí)間。路線(xiàn)越長(zhǎng)，引力越強(qiáng)；這是相對(duì)論的另一個(gè)驚人的結(jié)果。這就錯(cuò)開(kāi)了光到達(dá)我們所需的時(shí)間，從而使我們看到不同的圖像。這種奇妙的效果使 Cosmic Dawn Center（由哥本哈根大學(xué)尼爾斯·玻爾研究所和丹麥技術(shù)大學(xué)DTU空間研究所管理的基礎(chǔ)研究中心）的一個(gè)天文學(xué)家小組與他們的國(guó)際合作伙伴一起，在天空中不少于四個(gè)不同的地方觀察一個(gè)星系。這些觀測(cè)是利用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的紅外波長(zhǎng)范圍進(jìn)行的。
通過(guò)分析哈勃數(shù)據(jù)，研究人員注意到在一個(gè)背景星系中有三個(gè)明亮的光源，這些光源在2016年的前一組觀測(cè)中很明顯，當(dāng)哈勃在2019年重新訪(fǎng)問(wèn)該地區(qū)時(shí)，這些光源消失了。這三個(gè)光源原來(lái)是一顆恒星的幾個(gè)圖像，其生命在被稱(chēng)為超新星的巨大爆炸中結(jié)束。
“一顆恒星在100億年前爆炸了，遠(yuǎn)在我們自己的太陽(yáng)形成之前。”Cosmic Dawn Center的Gabriel Brammer副教授解釋說(shuō)，他與南卡羅來(lái)納大學(xué)的Steven Rodney教授一起領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。
這顆綽號(hào)為"SN-Requiem"的超新星可以在銀河系的四張"鏡像圖像"中的三張看到。每張圖片都展示了這個(gè)爆炸性超新星發(fā)展的不同景象。在最后的兩張圖片中，它還沒(méi)有爆炸。但是，通過(guò)研究星系在星系團(tuán)內(nèi)的分布以及這些圖像如何被彎曲的空間所扭曲，實(shí)際上可以計(jì)算出這些圖像的"延遲"程度。
這使得天文學(xué)家們能夠做出一個(gè)非凡的預(yù)測(cè)。Gabriel Brammer解釋說(shuō)：“該星系的第四張圖像大約晚了21年，這應(yīng)該能讓我們?cè)倏吹匠滦潜ㄒ淮危蠹s在2037年的某個(gè)時(shí)候。”如果能在2037年再次目睹SN-Requiem爆炸，它不僅將證實(shí)研究人員對(duì)引力的理解，而且還有助于揭示過(guò)去幾年出現(xiàn)的另一個(gè)宇宙學(xué)謎題，即宇宙膨脹問(wèn)題。
“了解宇宙的結(jié)構(gòu)將是未來(lái)十年主要地球觀測(cè)站和國(guó)際空間組織的首要任務(wù)。為未來(lái)計(jì)劃的研究將覆蓋大部分天空，預(yù)計(jì)將揭示幾十個(gè)甚至幾百個(gè)像SN Requiem這樣的超新星的罕見(jiàn)引力透鏡，”Brammer闡述說(shuō)。“對(duì)來(lái)自此類(lèi)來(lái)源的延遲的精確測(cè)量提供了對(duì)宇宙膨脹的獨(dú)特和可靠的確定，甚至可以幫助揭示暗物質(zhì)和暗能量的特性。”