2 月 14 日发布的 Ia 型超新星的突破性数据集可能会改变宇宙学家测量宇宙膨胀历史的方式。来自兰卡斯特大学的 Mathew Smith 博士和 Georgios Dimitriadis 博士是兹威基瞬变设施（ZTF）的成员，ZTF 是一项宽视场天文观测，使用加利福尼亚州帕洛玛天文台塞缪尔-奥斯钦望远镜上的先进照相机。

Ia型超新星是一种强大的爆炸，标志着一颗白矮星生命的终结。 由于它们的亮度始终如一，科学家们把它们当作宇宙里程碑--通过测量它们的光来确定整个宇宙的距离。

2月14日，ZTF宇宙学科学工作组在《天文学与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）特刊上发表了关于3628个Ia型超新星的21项研究。

兰卡斯特天体物理学家马修-史密斯（Mathew Smith）博士是ZTF SN Ia DR2发布的共同负责人，他说："这次发布为超新星宇宙学提供了一个改变游戏规则的数据集。 它为宇宙膨胀和超新星基本物理学的新发现打开了大门"。

加利福尼亚州帕洛玛天文台开放式塞缪尔-奥斯钦望远镜穹顶的夜间长曝光。 资料来源：帕洛玛天文台/加州理工学院

这是天体物理学家首次获得如此大规模的同质数据集。 Ia型超新星非常罕见，在一个典型星系中大约每千年出现一次，但ZTF的深度和巡天策略使研究人员每晚能探测到近四颗。 仅用了两年半的时间，ZTF 就将过去 30 年中获得的 Ia 型超新星数量增加了一倍，达到近三千个。

ZTF 宇宙学科学工作组组长、里昂无穷大研究所（CNRS / Claude Bernard 大学）的 Mickael Rigault 博士说："在过去的五年里，来自世界各地的三十位专家收集、汇编、组合和分析了这些数据。 现在，我们向全社会公布这些数据。 这个样本在规模和同质性方面都非常独特，我们希望它能对超新星宇宙学领域产生重大影响，并在我们已经公布的结果之外带来更多新发现。"

安装在帕洛玛天文台 48 英寸施密特望远镜上的 ZTF 相机每天用三个光学波段扫描整个北部天空，扫描深度达到 20.5 等，比肉眼可见的最暗恒星还要暗一百万倍。 这种灵敏度使 ZTF 能够探测到地球 15 亿光年范围内的几乎所有超新星。

都柏林圣三一学院的凯特-马奎尔（Kate Maguire）教授是这项研究的合著者之一："得益于ZTF快速而深入地扫描天空的独特能力，我们捕捉到了多个超新星在爆炸后几天甚至几小时内的景象，为它们如何结束自己的生命提供了新的约束条件"。

上世纪 90 年代末，人们利用大约 100 个这样的超新星发现了宇宙膨胀的加速现象，该现象于 2011 年获得诺贝尔奖。 从那时起，宇宙学家们就一直在研究这种由暗能量引起的加速膨胀的原因，暗能量在整个宇宙中扮演着反引力的角色。

共同作者、斯德哥尔摩奥斯卡-克莱因中心（ZTF 的创始机构之一）主任阿里尔-古巴尔教授（Ariel Goobar）说，他也是 1998 年发现宇宙加速膨胀的研究小组成员："最终，我们的目标是解决我们这个时代在基础物理学和宇宙学方面最大的问题之一，即宇宙的大部分是由什么构成的？ 为此，我们需要 ZTF 超新星数据"。

这些研究的关键成果之一是，Ia 型超新星的内在变化是其宿主环境的函数，比以前预期的更大，因此必须重新审视迄今为止假定的校正机制。 这可能会改变我们测量宇宙膨胀历史的方式，并可能对目前在宇宙学标准模型中观测到的偏差产生重要影响。

里戈特博士说："有了这个大型同质数据集，我们就能以前所未有的精度和准确性水平探索Ia型超新星。 这是磨练 Ia 型超新星在宇宙学中的应用，以及评估当前宇宙学中的偏差是否是由于新的基础物理学或我们推导距离的方法中的未知问题所导致的关键一步"。

编译自/ScitechDaily