美航空航天局超新星图像或解宇宙膨胀之谜

詹姆斯·韦伯太空望远镜的近红外相机(NIRCam)在距离地球 36 亿光年远的一个区域捕捉到了一个奇特的景象:在一张图像中,一颗超新星在其爆炸的三个不同时期出现了三次。更重要的是,这张图像可以帮助科学家更好地理解宇宙膨胀的速度。

一组研究人员选择观察星系团 PLCK G165.7 + 67.0,也称为 G165,因为其恒星形成率颇高,这也致使超新星率更高。您在上面可以看到的一张图像捕捉到了看似一道光带的景象。正如亚利桑那大学的布伦达·弗莱博士解释的那样,这些点对应于一颗正在爆炸的白矮星。它也受到引力透镜效应的影响——也就是说,在我们和这颗恒星之间有一个星系团作为透镜,将超新星的光弯曲成多个图像。弗莱将其比作一个三面镜,显示出坐在前面的人的不同图像。需要注意的是,这是迄今观测到的最遥远的 Ia 型超新星,Ia 型超新星产生于双星系统中。

由于在超新星前方的那簇星系,来自爆炸的光沿着三条各不相同的路径传播,每条路径的长度都不同。这意味着韦伯望远镜能够在一幅图像中捕捉到其爆炸的不同阶段:事件的早期、中期以及接近尾声时。弗莱说,三重超新星的图像很特别,因为“时间延迟、超新星距离以及引力透镜特性产生出了哈勃常数或 H0(发音为 H 零)的值。”

美国国家航空航天局(NASA)将哈勃常数描述为表征当今宇宙膨胀率的数字,而这反过来能够让我们进一步了解宇宙的年龄和历史。科学家们尚未就其确切值达成一致,该团队希望这颗超新星的图像能提供一些明确的信息。弗莱说:“这颗超新星被命名为 SN H0pe,因为它给了天文学家更好理解宇宙不断变化的膨胀率的希望。”

来自芝加哥大学的温迪·弗里德曼在 2001 年领导了一个团队,该团队发现了一个数值为 72。其他团队得出的哈勃常数在每秒每百万秒差距 69.8 至 74 公里之间。同时,这个团队报告的值为 75.4,正 8.1 或负 5.5。“我们团队的结果是有影响力的:哈勃常数值与本地宇宙中的其他测量值相匹配,并且与宇宙年轻时所获得的值存在一定差异,”弗莱说。然而,超新星和由此得出的哈勃常数值需要进一步探索,并且该团队期望未来的观测能够“降低不确定性”以进行更准确的计算。