天文學家預測,地球將在 2037 年再次看到一顆遙遠的 超新星,這顆超新星此前曾被 哈勃太空望遠鏡 成像。
這顆名為“安魂曲”(Requiem)的超新星是一次恆星爆炸的結果,距離地球約 100 億光年。由於一種名為 引力透鏡 的現象,這座傳奇性的太空天文臺在 2016 年三次觀測到它。
引力透鏡效應發生在超大質量天體的附近,這些天體能夠彎曲和分裂光線,放大和扭曲其後物體的影像。在超新星“安魂曲”的案例中,一個巨大的 星系團,稱為 MACS J0138.0-2155,充當了放大鏡,並根據超新星的光線穿過星系團的三條不同路徑,揭示了恆星爆炸的三個不同快照。
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超新星將再次可見(儘管肉眼看不到)的預測是基於星系團內部物質分佈的計算機模型,該星系團距離 地球 約 40 億光年。
與之前的三個觀測相比,超新星的最後一次展示將延遲二十多年,因為攜帶最後影像的光線必須穿過星系團的中心部分,由於 暗物質 的集中,中心部分也是最密集的,一個歐洲和美國研究人員團隊 在一份宣告中 表示。
南卡羅來納大學的天文學家,也是預測“安魂曲”迴歸的新研究的首席科學家 Steve Rodney 在宣告中說:“這是最後一個到達的,因為它就像一列火車,必須深入山谷並再次爬出來。” “對於光來說,這是最慢的旅程。”
之前的三個觀測是在天文臺獲取影像三年後的 2019 年在哈勃的存檔資料中意外發現的。
丹麥哥本哈根大學的天文學家 Gabe Brammer 在尋找未知遙遠星系時偶然發現了這顆超新星,這是名為“解決安靜放大的星系”(REQUIEM)的正在進行的研究計劃的一部分,因此得名超新星。
起初,他只在 2016 年的影像中發現了一個小點,並認為這是一個隱藏在巨大星系團後面的星系,並透過引力透鏡效應可見。
作為新研究的合著者 Brammer 在宣告中說:“在進一步檢查 2016 年的資料後,我注意到實際上有三個放大的物體,兩個紅色和一個紫色。”
三個亮度級別不同的小點分散在星系團核心周圍的弧形中。然後 Brammer 在較新的影像中尋找這些物體。但令他驚訝的是,它們不再在那裡了。
“我立即意識到,這不是一個遙遠的星系,而實際上是該系統中的一個瞬態源,它像一個被關掉的燈泡一樣在 2019 年的影像中消失了。”
超新星爆炸只持續幾十秒。它產生的明亮閃光迅速消退,並在一年內完全消失。
在更仔細地檢查影像後,科學家們還可以看到,亮點周圍環繞著塵土飛揚的汙跡,很可能是超新星宿主星系的放大快照。
Rodney、Brammer 和法國里昂大學的天文學家 Johan Richard 共同分析了這一事件。根據這三次觀測,他們製作了星系團中暗物質分佈圖,以瞭解其引力如何彎曲和扭曲光線。除了 2037 年的觀測外,他們計算出超新星可能在 2042 年再次可見,但最後一次事件可能太微弱,無法產生任何有價值的觀測結果。
天文學家希望新的觀測機會將幫助他們收集更多關於遙遠星系團及其內部神秘暗物質分佈的資訊。暗物質被認為構成了宇宙中絕大多數物質,它負責宇宙中大部分的引力,因此在宇宙膨脹中起著重要作用。
Rodney 說:“[超新星“安魂曲”的] 發現是我們可以實際測量到達時間延遲的第三個多重成像超新星的例子。” “它是這三個中最遙遠的,並且預測的延遲非常長。”
在過去的 20 年裡,發現透鏡超新星變得更加容易,並且隨著功能更強大的廣域望遠鏡上線,例如智利的 Vera C. Rubin 天文臺或 NASA 的南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡,這種情況將變得更加容易。
該研究 於 9 月 13 日發表在《自然·天文學》雜誌上。
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