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天文学家撞到大运一次超新星爆发可能被拍到两次!_科

发布日期:2020-08-02 05:58   来源:未知   阅读:

NASA的哈勃太空望远镜首次发现了一颗遥远的超新星分裂成四幅图像。爆炸恒星的多重图像是由嵌入在一个大星系团的前景椭圆星系的强大引力引起的。这个独特的观测将帮助天文学家完善他们对引力透镜星系和星系团中暗物质质量的估计。暗物质是构成宇宙大部分物质的一种无形物质。

椭圆星系和它所在的星系群的引力扭曲并放大了它背后的超新星的光,这一效应被称为引力透镜效应。爱因斯坦曾预言,这种效应类似于玻璃透镜的弯曲光来放大和扭曲物体背后的图像。多幅图像围绕椭圆星系以十字形图案排列,也称为爱因斯坦十字。

这个椭圆星系的星系团,MACS J1149.6+2223,距离地球约50亿光年。在它后面的超新星有93亿光年之遥。尽管天文学家已经发现了几十个星系团,但他们从来没有看到过恒星爆炸被分解成几个图像。

当这四个图像消失后,天文学家预测他们将有难得的机会再次看到超新星。这是因为当前的这种四图像模式只是透镜显示的一个组成部分。这颗超新星可能是20年前在星系团其他地方出现的一个单一图像,预计它将在大约十年后再次出现。

这个预测是基于星系团的计算机模型,该模型描述了被分裂的超新星光穿过星系群中块状暗物质的各种路径。 每一幅图像都以不同的路线穿过星团,以不同的时间到达地球,部分原因是由于光线到达地球的路径长度的不同。例如,哈勃拍摄的四幅超新星图像,在几天或几周内就出现了。这颗超新星的各种光路类似于几列火车同时离开车站,它们以相同的速度行驶,并开往同一地点。然而,每列火车都有不同的路线,每条路线的距离都不一样。有些火车在山间行驶。另一些人穿过山谷,还有一些人在山峦间穿梭。因为火车在不同的地形上行驶不同的轨道长度,所以它们不会同时到达目的地。同样的,超新星的图像也不会同时出现,因为一些光由于在中间星系群中稠密的暗物质的引力而产生的弯曲而延迟。通过测量图像之间的时间延迟,我们可以发现这颗超新星的光必须覆盖的空间地形类型,并将帮助天文学家对绘制出星团质量的模型进行微调。

这颗超新星的亮度大约是其本身亮度的20倍,这是由于两个重叠透镜的共同作用。主要的透镜效应来自于巨大的星系团,它把超新星的光聚焦在至少三条不同的路径上。当其中一条光线路径与星团内一个特定的椭圆星系精确对齐时,就会产生二次透镜效应。