由于重力透镜效应天文学家三次看到同一个超新星二十年后会再看到一次

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人类很难接受的一个事实,在遥远的星系,来自它们的光可能以某种方式扭曲,以至于它们实际上经历了时间延迟。 但这正是极端形式的重力透镜发生的事情,例如那些给我们提供爱因斯坦环美丽图像的重力透镜。 事实上,其中一些星系周围的时间膨胀可能非常严重,以至于来自例如超新星的光实际上可以在截然不同的时间出现在地球上。 这正是美国南卡罗莱纳大学(University of South Carolina)的史蒂芬·朗尼(Steven Rodney)博士和丹麦哥本哈根大学基贝奥·班默(Gabriel Brammer)博士领导的研究团队发现。 除了这颗超新星的三个副本已经出现之外,研究团队认为它会在二十年后再次出现。

找到这样的一颗超新星不仅因为它的时间弯曲特性很重要,它还有助于解决宇宙学界的一场重要争论。 宇宙膨胀的速度超过根据宇宙微波背景辐射计算得出的预期速度。 这个宇宙学难题是通过调用暗能量来解决。 暗能量是一种据说负责增加加速度的神秘力量。 但科学家实际上并不知道暗能量是什么,为了弄清楚,他们需要一个更好的早期宇宙物理模型。

获得更好模型的一种方法是找到一个通过重力透镜极度扭曲的事件。 重要的是,同一个事件出现在两个不同的时间,以便为进行透镜化的星系,与作为事件源的背景星系之间,它们之间的距离的比例提供计算数据。

这个比率是计算与暗能量相关变量的重要组成部分。 研究团队发现超新星是至今为止最适当的目标。 这只是多透镜超新星的第三个例子。 类星体也有自己的时间延迟,但类星体本身的可变性质使它们不太适合宇宙学家所需的角距离计算。

这颗名为 AT2016jka 的新超新星是从2016年的哈勃太空数据中挖掘出来。 它位于MRG- M0138星系。MRG-M0138 是四倍透镜,这意味着可以看到星系的四个副本分散在离我们自己星系更近的星系团周围,称为MAC J0138.02155。因此,当该团队在2019年7月对该天区的数据进行调查时,他们注意到2016年7月数据中存在的三个点光源已经不复存在。 2016年7月的数据很可能以三种不同的方式拍摄到的超新星。然而,预期的第四次透镜并没有出现在哈勃太空望远镜数据之中。 后置究团队使用他们的重力透镜模型系统,该团队确定第四张图像应该在2037年前后某个时间出现。 由于同一事件出现之间的基线时间如此长,这颗超新星将为重力透镜事件中随时间膨胀的争论提供有价值的数据。

不幸的是,这也意味着科学家必须等待近二十年才能获得这些数据。 这也意味着他们必须在两年的窗口中密切关注天空的那个部分,计算预测超新星的第四张图像将出现在那里。 需要持续留意那个天区是以防万一它出现的时间比预期的要早。

【图:史蒂芬·朗尼及基贝奥·班默;文:节译自今日宇宙网页】

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