延遲的觀測,安魂曲超新星為什麼這麼特殊?到底發生了什麼?

安魂曲超新星為什麼會被延遲觀測?

這個超新星能夠被看到是因為一個看起來像放大鏡一樣的巨大星系叢集。

天文學家特蕾莎·普爾塔羅娃發表文章預測“安魂曲超新星”再次被觀察到可能是在2037年。

延遲的觀測,安魂曲超新星為什麼這麼特殊?到底發生了什麼?

哈勃太空望遠鏡2016年在同一時刻捕捉到三個明亮的點狀物的影象,但是在2019年卻消失了。(圖片來源:天空望遠鏡科學研究所/史蒂夫·羅德尼/加布裡埃爾·布拉默)天文學家預測,在2037年這個與地球一定距離的超新星形象會再次透過哈勃太空望遠鏡清晰的反映出來。

延遲的觀測,安魂曲超新星為什麼這麼特殊?到底發生了什麼?

這個被稱為“安魂曲”的超新星是100億光年前星球爆炸的結果,它之所以2016年被著名的天文觀測站觀察到三次,是因為一種引力透鏡現象。引力透鏡現象發生在一些超大質量的天體周邊因為它們有能力去彎曲和分裂光線以至於誇大和扭曲隱藏在它們背後的物體的形象。在這個安魂曲超新星的例子中,一個被稱為MACS J0138。0-2155的巨大星系叢集,充當了一個放大鏡並揭示了由於超新星的光線基於三個不同路徑穿過星系群而抓拍的三種不同的星球爆炸圖片。

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關於超新星會再次被觀察到的預測是基於電腦透過對距離地球40億光年的星團內部物質的分佈建模分析的結果。歐美的研究專家團隊在一篇文章裡闡述說,和之前三種檢視相比,超新星最終的展示會被延遲20多年,因為光線要傳播最終的影象必須要經過由於暗物質集中而密度特別大的星群的中心部分。在南卡羅來納州立大學,天文學家史蒂夫·羅德尼主導關於預測“安魂曲”超新星迴歸的新研究,他在文章中說道,這個超新星最後才能出現是因為它就像一列火車不得不深入山谷然後重新出來,這是光速最慢的一種運動方式。

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在天文臺獲得影象後的第三年,之前的三張圖片偶然在哈勃望遠鏡已經存檔的資料中被發現。丹麥哥本哈根大學的天文學家加布裡埃爾·布拉默在尋找未知的遙遠星系作為一個叫做“探索奎森特放大星系”(安魂曲)研究專案的一部分時,偶然發現了這個超新星,因此得以命名為安魂曲。剛開始,他只在2016年的圖片上發現一個小的點狀物認為它是隱藏在一個巨大星系群背後的一個星系,透過引力透鏡被觀察到。

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布拉默在一篇新的論文中寫道:“對2016年發現的資料進一步研究,我發現它們實際上是三種誇大的物體,兩種紅色和一種紫色”,三種不同亮度水平的微小的點狀物以弧形分佈在這個星系群的中心。後來布拉默在更新的影象中尋找這些物體,但是令他驚訝的是它們消失了。於是立即明白這是暗示它不是一個遙遠星系而是這個系統中一個瞬時源,慢慢的從2019年的影象中消退了,就像一個燈泡被關掉了。

延遲的觀測,安魂曲超新星為什麼這麼特殊?到底發生了什麼?

這個超新星的爆炸僅僅持續了幾十秒。它所產生的轉瞬即逝的光亮迅速消退並在一年之內完全消失了。根據對圖片更進一步的檢查,科學家們也會發現這些光斑被一些佈滿灰塵的塗片環繞,就像超新星的宿主星系誇大的瞬間影像。

法國里昂的大學的羅德尼,布拉默和天文學家約翰·理查德共同對這一事件做進一步的分析研究。基於三個人的觀察,為了弄清楚它的重力彎曲和光線折射,他們做了一個星系中暗物質的分佈圖。除了2037年的觀測,他們計算出超新星可能在2042年再次被觀測到,但是最終的結果可能因為太過蒼白而沒有產生任何價值。

延遲的觀測,安魂曲超新星為什麼這麼特殊?到底發生了什麼?

天文學家希望新的觀察機會有利於他們收集更多關於遙遠星系和它們內部神秘暗物質的分佈的資訊。暗物質被認為是構成宇宙中所有物質的主體,負責宇宙中大多數的重力並在對外擴張中扮演至關重要的角色。

羅德尼表示:“安魂曲”超新星的發現是我們實際可以測量到延遲到達時間的多重影象超新星的第三個案例,它是三個例子中最遠的一個,被預測的延遲時間相當長。

在過去的20年中,發現透鏡超新星變得更加容易了,甚至只要有更強大的探測範圍更廣的望遠鏡,這一發現就會更加容易,比如智利的維拉·魯賓天文臺或美國宇航局的南西·格蕾絲·羅曼太空望遠鏡。

BY: Tereza Pultarova

FY: 無忌

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