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望远镜和太空任务

望远镜和太空任务

引力透镜创造‘Einstein’s cross’的超新星

十字路口:超新星镜头的四个图像

一个国际天文学家团队使用哈勃太空望远镜(HST)首次捕获了由引力透镜产生的超新星的多个图像。的“Einstein cross”该模式包含四张遥远超新星的图像,这些超新星是由它的光通过引力透镜形成的,当它通过一个遥远的星系进入一个通往地球的星系团中时,就产生了这种图像。研究小组说,除了让我们更仔细地研究遥远超新星的动力学外,它的发现还将有助于增进我们对透镜星系和星系团中暗物质分布的了解,并测试爱因斯坦。’广义相对论,并测量宇宙中宇宙膨胀的速率。

引力透镜是一个大的星系或一组弯曲或弯曲的星系。“lenses”来自远处的光源向观察者传播时发出的光。这种影响是由爱因斯坦预测的’广义相对论和第一个这样的镜头是在1979年发现的。有时,遥远的光源,镜头星系和观察者会精确地对准,我们可以看到“Einstein ring” –来自光源的完美的光圈环绕着镜头质量。但是,如果在途中有任何未对准的地方,我们会观察到部分弧形或斑点。根据物体的相对位置,可以看到四个这样的斑点,形成一个爱因斯坦十字架。镜头效果可作为“natural telescope”对于天文学家来说,他们可以根据观测到的畸变量来确定透镜星系的质量及其暗物质含量。

长时间搜寻

“It’是一个奇妙的发现,” says 亚历克斯·菲利彭科(Alex Filippenko) 加州大学伯克利分校的科学家,他是发现最新四倍超新星图像的团队的一员,解释说研究人员已经“寻找强透镜的超新星为50 years, and now we’ve found one”。由于要从地球上看到引力透镜需要满足许多条件,而且超新星的寿命相对较短,因此从未见过这样的带有四张图像的透镜超新星。

更有趣的是,由于了解了重力透镜的特殊性,该团队已经知道在未来十年中将出现第五张图像。这将给天文学家一个“replay”这是超新星爆发的原因,因为光可以通过引力透镜绕过并通过引力透镜,因此会在不同的时间到达地球。这是特别罕见且有用的,因为天文学通常不是一门预测科学。“光程越长,或者光穿过的重力场越强,时间延迟就越大,” says Filippenko.

该团队使用计算机模型来预测超新星发出的光可以绕过透镜星团的路径,这也表明我们已经错过了看到爆炸恒星10和50的早期图像的机会。 几年前。该团队将其称为遥远的超新星SN Refsdal(在已故的先驱天体物理学家Sjur Refsdal之后),位于约9.3 十亿光年(redshift 1.5),在可观测宇宙的边缘附近,而镜头星系约为5 十亿光年(红移 0.5) from Earth.

Multiple 重播s

“Basically, we get to see the supernova four times and measure the time delays between its arrival in the different images, hopefully learning something about the supernova and the kind of star it exploded from, as well as about the gravitational 镜片,”小组成员帕特里克·凯利(Patrick Kelly)说,他也是伯克利大学的一员,他在通过去年11月HST拍摄的红外图像观察时发现了超新星。

分裂超新星的星系’光是大星团的一部分– MACS J1149.6+2223 –被发现超过10 几年前。 2009年,天文学家报告说,该星团创造了通过重力透镜看到的最大的已知旋涡星系图像。距离更远的星系出现在前景镜头星团周围的多个图像中,并且在其中一个星系中容纳了超新星。’s spiral arms. “我们通过红色星系获得了强大的镜头,但是该星系是星系团簇的一部分,这使其放大得更多。所以我们有一个双镜头系统,” explains Kelly.

凯利希望,通过测量四张图像中超新星的相位之间的时间延迟,可以使它们更好地约束前景星系的质量分布以及宇宙的膨胀和几何形状。如果研究人员将其识别为类型 通过研究其光谱的超新星(它们具有相对标准的亮度),它们可以在物质分布和宇宙学参数上设置甚至更强的限制。

该作品发表在 科学.

版权©2020年由IOP 出版 Ltd和个人贡献者