藝術(shù)家的透鏡坦引力透鏡插圖。(圖片鳴謝:Pitris/Getty Images)
（神秘的超罕超新地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（基思·庫珀）：一個(gè)遙遠(yuǎn)星系的引力扭曲了空間，放大了一顆遙遠(yuǎn)超新星的扭曲光，潛在地揭示了恒星爆炸的星謝謝愛誘人細(xì)節(jié)，以及一群看不見的宇宙引力因星系和宇宙的膨脹。
對(duì)我們來說，鏡用揭示這個(gè)星系看起來很暗，透鏡坦也不是超罕超新特別大，但它的扭曲質(zhì)量——它的恒星、氣體和不可見的星謝謝愛暗物質(zhì)光環(huán)的組合——將空間扭曲成一個(gè)引力透鏡，一種宇宙放大鏡。宇宙引力因當(dāng)來自超新星的鏡用揭示光經(jīng)過星系時(shí)，鏡頭將光放大了25倍，透鏡坦并將超新星分成四幅圖像，因?yàn)楣庋刂で臻g的輪廓走了四條不同的路徑。
這一發(fā)現(xiàn)被稱為“異常罕見”，一些參與其中的科學(xué)家對(duì)此感到驚訝。這是因?yàn)橹挥猩贁?shù)引力透鏡超新星被發(fā)現(xiàn)過。加州理工學(xué)院的克里斯托弗·弗雷姆林在一份聲明中說:“那天晚上我正在觀察，當(dāng)我看到SN Zwicky的透鏡圖像時(shí)，我完全驚呆了。”
這顆超新星是Ia型，意味著它是白矮星的毀滅。它在40億光年外爆炸，當(dāng)它的光向我們傳播時(shí)，它遇到了我們視線中的一個(gè)星系，距離我們25億光年。
這顆超新星的光最終在2022年8月21日到達(dá)地球，在那里它被加州理工學(xué)院位于帕洛馬天文臺(tái)的茲維基瞬態(tài)設(shè)備(ZTF)首次發(fā)現(xiàn)。這顆超新星被編目為SN 2022qmx，也被稱為“SN Zwicky”。
隨后對(duì)SN Zwicky的研究由瑞典斯德哥爾摩大學(xué)的Ariel Goobar領(lǐng)導(dǎo)。許多望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了后續(xù)觀測(cè)，包括W. M .凱克天文臺(tái)、哈勃太空望遠(yuǎn)鏡、甚大望遠(yuǎn)鏡、霍比-埃伯利望遠(yuǎn)鏡、利物浦望遠(yuǎn)鏡和北歐光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。
有趣的是，被引力透鏡扭曲的超新星的四張圖像亮度并不相等。其中兩個(gè)圖像，命名為A和C，分別比預(yù)期亮了四倍和兩倍。古巴爾的團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這可能是由透鏡星系中更小的“微透鏡”事件引起的，這些事件進(jìn)一步放大了超新星的光。

用茲維基瞬態(tài)設(shè)備(背景)、甚大望遠(yuǎn)鏡(左上)和W. M .凱克天文臺(tái)(右上)拍攝的SN茲維基的圖像。凱克天文臺(tái)的NIRC2儀器和自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的分辨率揭示了一顆罕見的四透鏡超新星。(圖片鳴謝:j·約翰遜)
微透鏡是由單個(gè)恒星甚至行星創(chuàng)建的較小的引力透鏡，在SN Zwicky的情況下，額外的微透鏡效應(yīng)可以揭示透鏡星系核心恒星質(zhì)量分布的線索。天文學(xué)家懷疑星系中心的條件允許形成比正常情況下更多的大質(zhì)量恒星，這些大質(zhì)量恒星最有可能成為微透鏡的候選對(duì)象。
這顆透鏡超新星還將提供一個(gè)新的重要數(shù)據(jù)點(diǎn)，通過測(cè)量其亮度和光度來繪制宇宙的膨脹圖。
這是因?yàn)镮a型超新星爆發(fā)的亮度是標(biāo)準(zhǔn)的。我們可以將它們的內(nèi)在光度與它們?cè)谖覀兊耐h(yuǎn)鏡中實(shí)際出現(xiàn)的亮度進(jìn)行比較，由此天文學(xué)家能夠計(jì)算出它們離我們有多遠(yuǎn)。由此他們可以估計(jì)出宇宙膨脹的速度以及將超新星帶離我們的速度。引力透鏡通過允許我們從更遠(yuǎn)的地方探測(cè)超新星來擴(kuò)展這一宇宙“距離階梯”，并因此在宇宙歷史的不同時(shí)期測(cè)試暗能量的強(qiáng)度——導(dǎo)致宇宙膨脹加速的力量。
馬里蘭大學(xué)的Igor Andreoni在一份聲明中說:“SN Zwicky不僅被引力透鏡放大，而且它還屬于我們稱為‘標(biāo)準(zhǔn)蠟燭’的一類超新星，因?yàn)槲覀兛梢岳盟鼈儽娝苤牧炼葋泶_定空間距離?！?br>在一些透鏡超新星的情況下，也可以使用多個(gè)圖像出現(xiàn)之間的時(shí)間延遲來計(jì)算哈勃常數(shù)，這是宇宙膨脹率的一個(gè)值。最近，2014年發(fā)現(xiàn)的另一顆名為SN Refsdal的透鏡超新星也顯示了四張圖像，但一年后又出現(xiàn)了第五張透鏡圖像，在扭曲的空間中走了更長的路徑。通過測(cè)量膨脹的宇宙在那一年的延遲中紅移了多少光線，天文學(xué)家能夠計(jì)算出哈勃常數(shù)在每秒每百萬帕空間64.8到66.6公里之間。這個(gè)數(shù)值加深了所謂的哈勃張力的神秘，不同的測(cè)量哈勃常數(shù)的方法提供了明顯不同的數(shù)值。迄今為止，沒有人知道這是為什么。

這幅圖展示了天文學(xué)家用來計(jì)算宇宙隨時(shí)間膨脹速度的三個(gè)基本步驟，這個(gè)值被稱為哈勃常數(shù)。所有的步驟都包括建立一個(gè)強(qiáng)大的“宇宙距離階梯”，從測(cè)量到附近星系的精確距離開始，然后移動(dòng)到越來越遠(yuǎn)的星系。這個(gè)梯子是對(duì)不同種類的具有內(nèi)在亮度的天文物體的一系列測(cè)量，研究人員可以用它來計(jì)算距離。(圖片來源:美國國家航空航天局、歐洲航天局和a .菲爾德(STScI))
遺憾的是，SN Zwicky將無法幫助解決哈勃張力，因?yàn)樗乃膹垐D像之間的時(shí)間延遲(不到幾天)太短，無法測(cè)量哈勃常數(shù)。
然而，所有這一切的另一個(gè)有趣的方面是透鏡星系本身，它相當(dāng)微弱，也不是特別大——如果超新星不是如此明亮，它根本不會(huì)被注意到。它的存在表明，它可能代表了數(shù)十億光年之外的另一群微弱的中等星系，我們的巡天還沒有真正探測(cè)到。
然而，這種情況可能會(huì)改變，就像透鏡超新星的稀缺一樣。在接下來的幾年里，智利的維拉·c·魯賓天文臺(tái)將開始工作。魯賓天文臺(tái)是一架帶有8.4米大鏡子的巡天望遠(yuǎn)鏡的所在地，它的任務(wù)是每晚多次以高分辨率掃描整個(gè)天空，搜索黑暗中的任何東西，包括透鏡超新星和它們的暗透鏡星系。
安德烈奧尼說:“(SN Zwicky)的發(fā)現(xiàn)為在未來的大型調(diào)查中發(fā)現(xiàn)更多罕見的透鏡超新星鋪平了道路，這將有助于我們研究超新星和伽馬射線爆發(fā)等瞬態(tài)天文事件?！?br>SN Zwicky的研究發(fā)表在6月12日的《自然天文學(xué)》上。

(責(zé)任編輯：探索)