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天文学家利用多重成像的引力透镜揭开超新星揭开暗物质之谜
发布日期:2023-06-29 20:16:32  稿源:cnBeta.COM

物理学家和天文学家发现了一个多重成像的Ia型超新星"SN Zwicky",从而能够对星系特性、引力透镜现象、暗物质和宇宙的膨胀进行前所未有的研究。由斯德哥尔摩大学奥斯卡-克莱因中心的研究人员领导的一个物理学家和天文学家小组在我们探索星系如何扭曲周围空间的能力方面取得了一个耐人寻味的突破,他们发现了一个被称为"SN Zwicky"的多重成像的Ia型超新星。这些结果发表在《自然-天文学》上。

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放大到超新星兹威基:从帕洛玛ZTF相机的一小部分开始,即64个 "象限 "中的一个,每个象限都包含了数以万计的恒星和星系,放大后我们可以看到分别在智利和夏威夷的较大和较清晰的VLT和凯克望远镜进行的详细探索。在分辨率最高的Keck图像上,可以看到超新星Zwicky的四个几乎相同的 "副本"。多重图像的产生是由于一个前景星系造成的空间扭曲,在中心位置也可以看到,大约在超新星爆炸地点和地球之间的一半。资料来源:J. Johansson

由斯德哥尔摩大学奥斯卡-克莱因中心的Ariel Goobar领导的团队发现了一个不寻常的Ia型超新星,即SN Zwicky。Ia型超新星在测量宇宙距离方面发挥了关键作用。它们被用于发现宇宙的加速膨胀,导致了2011年诺贝尔物理学奖的获得。新发现的超新星由于其非凡的亮度和多图像的配置而脱颖而出,这是阿尔伯特-爱因斯坦的广义相对论所预测的一种罕见现象。

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在特殊情况下,大型天体充当了宇宙放大镜的角色。这些放大镜也创造了在天空中不同位置可见的多条光路。

在帕洛玛天文台的兹威基瞬变设施探测到这颗超新星的几周内,研究小组用夏威夷毛纳克亚山顶的W.M.凯克天文台和智利的甚大望远镜的自适应光学仪器观测了SN Zwicky。凯克天文台的观测解析了多张图像,证实了不寻常的超新星亮度背后的强透镜假说。美国宇航局的哈勃太空望远镜也观测到了SN Zwicky的四张图像。

在SN Zwicky中观察到的多重成像透镜效应是由一个前景星系施加的引力场作为引力透镜的结果。在特殊情况下,大型天体充当了宇宙放大镜的角色。这些放大镜也创造了在天空中不同位置可见的多条光路。观察多幅图像不仅可以揭示强光超新星的细节,还可以提供一个独特的机会来探索导致光线偏转的前景星系的特性。这可以让天文学家更多地了解星系的内部核心和暗物质。凝聚型超新星也是非常有前途的工具,可以完善描述宇宙膨胀的模型。

随着科学家们继续解开宇宙的复杂性,SN Zwicky的多重成像透镜的发现为研究引力透镜现象及其对宇宙学的影响提供了新的途径。这是揭开暗物质、暗能量和我们宇宙的最终命运之谜的重要一步。"斯德哥尔摩大学的博士后、该研究的共同作者Joel Johansson说:"SN Zwicky的极度放大给了我们一个前所未有的机会来研究遥远的Ia型超新星爆炸的特性,当我们用它们来探索暗能量的性质时,我们需要这些特性。

该项目的主要研究者、斯德哥尔摩大学奥斯卡-克莱因中心主任Ariel Goobar教授对这一重大发现表达了他的热情:"SN Zwicky的发现不仅展示了现代天文仪器的卓越能力,也代表着我们在寻求了解塑造我们宇宙的基本力量方面迈出了重要一步"。

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斯德哥尔摩大学物理系奥斯卡-克莱因中心领导发现SN Zwicky的团队:从左至右依次为Edvard Mörtsell, Steve Schulze, Joel Johansson, Ana Sagués Carracedo, Ariel Goobar和Nikki Arendse。资料来源:奥斯卡-克莱因中心

该团队的研究结果已经发表在《自然-天文学》上,论文的题目是"发现具有放大的标准烛光SN Zwicky的引力透镜星系群"。该出版物对SN Zwicky进行了全面的分析,包括从世界各地的望远镜收集的成像和光谱数据。

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