科学家观察了一颗“再现的超新星”连续5次爆炸,这可能有助于揭示宇宙膨胀的速度
(2023-07-16 09:41:14)白色箭头显示了超新星Refsdal的前四次出现,它在同一星系团周围的不同位置总共“再现”了五次。(图片:NASA/ESA/P Kelly)
一次恒星爆炸无法获得足够的公众注意力。在哈勃太空望远镜拍摄的图像中出现了五次之后,这颗奇异的“再现超新星”,现在正在帮助科学家解决天文学最大的谜团之一:宇宙膨胀的速度有多快。
大约138亿年前,我们所知道的宇宙只是太空中的一个小点,包含了所有存在的物质。然后,爆炸发生了:大爆炸。这件事迅速向外发展,并在今天继续发展,速度一直在加快。
科学家们对宇宙膨胀的了解已经有将近一个世纪了。但它的扩张速度有多快,更多的是一个谜。用于测量这种速率的两种方法,即哈勃常数,并不一致。其中一种方法依赖于“标准烛光”—— 使用已知距离的明亮物体来计算,恒星和星系逃离我们的速度。超新星是产生大量稳定光线的爆炸恒星,是距离的重要基准之一。另一种方法使用“宇宙微波背景”,即大爆炸遗留下来的辐射。问题是这两种方法产生了不同的答案。
对于不同的价值观有无数的解释。科学家们可能没有考虑到排斥性暗能量,这是一种神秘的现象,似乎正在导致宇宙以越来越快的速度膨胀。宇宙中可能含有我们尚未确定的粒子,或者目前的一种计算可能是错误的。
明尼苏达大学物理学和天文学副教授、一项关于哈勃常数的新研究的主要作者帕特里克·凯利告诉《生活科学》:“这是一个难题。”
进入超新星Refsdal。凯利于2014年首次发现这颗正在爆炸的恒星,当时它在同一星系团周围的不同位置突然出现了四次。这颗超新星出现在多个位置,因为星系团的极端引力弯曲并反射了超新星的光,形成了所谓的引力透镜。根据Refsdal的不成功行为,天文学家预测这颗超新星也将在2015年再次出现。他们的预测实现了。
在他们的新研究中,凯利和他的同事对这颗超新星的位置进行了三角测量,以计算哈勃常数的新值。5月11日发表在《科学》杂志上的研究结果发现,哈勃常数的值,更接近于从宇宙微波背景得出的值,而不是标准烛光法。根据这项新的研究,宇宙正在以每秒41.4英里(66.6公里)每兆秒差距(或每320万光年)的速度膨胀。
但这些发现并没有结束这场争论;它们只是众多研究膨胀宇宙的方法中的又一种。凯利说:“他们不排除(标准烛光)超新星的值。”
Refsdal超新星是第一颗在多张照片中重新出现的恒星,但凯利预计未来会有更多。凯利说,这些应该会让科学家们更接近于了解哈勃常数的真实值。凯利说,“一旦我们有了其中的几个,能一起说就很有趣了。”

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