美航空航天局超新星圖像或解宇宙膨脹之謎

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的近紅外相機(NIRCam)在距離地球 36 億光年遠的一個區域捕捉到了一個奇特的景象:在一張圖像中,一顆超新星在其爆炸的三個不同時期出現了三次。更重要的是,這張圖像可以幫助科學家更好地理解宇宙膨脹的速度。

一組研究人員選擇觀察星系團 PLCK G165.7 + 67.0,也稱爲 G165,因爲其恆星形成率頗高,這也致使超新星率更高。您在上面可以看到的一張圖像捕捉到了看似一道光帶的景象。正如亞利桑那大學的布倫達·弗萊博士解釋的那樣,這些點對應於一顆正在爆炸的白矮星。它也受到引力透鏡效應的影響——也就是說,在我們和這顆恆星之間有一個星系團作爲透鏡,將超新星的光彎曲成多個圖像。弗萊將其比作一個三面鏡,顯示出坐在前面的人的不同圖像。需要注意的是,這是迄今觀測到的最遙遠的 Ia 型超新星,Ia 型超新星產生於雙星系統中。

由於在超新星前方的那簇星系,來自爆炸的光沿着三條各不相同的路徑傳播,每條路徑的長度都不同。這意味着韋伯望遠鏡能夠在一幅圖像中捕捉到其爆炸的不同階段:事件的早期、中期以及接近尾聲時。弗萊說,三重超新星的圖像很特別,因爲“時間延遲、超新星距離以及引力透鏡特性產生出了哈勃常數或 H0(發音爲 H 零)的值。”

美國國家航空航天局(NASA)將哈勃常數描述爲表徵當今宇宙膨脹率的數字,而這反過來能夠讓我們進一步瞭解宇宙的年齡和歷史。科學家們尚未就其確切值達成一致,該團隊希望這顆超新星的圖像能提供一些明確的信息。弗萊說:“這顆超新星被命名爲 SN H0pe,因爲它給了天文學家更好理解宇宙不斷變化的膨脹率的希望。”

來自芝加哥大學的溫迪·弗裡德曼在 2001 年領導了一個團隊,該團隊發現了一個數值爲 72。其他團隊得出的哈勃常數在每秒每百萬秒差距 69.8 至 74 公里之間。同時,這個團隊報告的值爲 75.4,正 8.1 或負 5.5。“我們團隊的結果是有影響力的:哈勃常數值與本地宇宙中的其他測量值相匹配,並且與宇宙年輕時所獲得的值存在一定差異,”弗萊說。然而,超新星和由此得出的哈勃常數值需要進一步探索,並且該團隊期望未來的觀測能夠“降低不確定性”以進行更準確的計算。