宇宙放大镜首次让科学家们能够四次观测到同一颗恒星的爆炸，这可能为了解这些爆炸性的恒星死亡以及宇宙加速膨胀的本质提供启示。加速。
天文学家使用哈勃太空望远镜，借助位于地球和巨大恒星爆炸之间的星系，捕捉到了深空中超新星爆炸的四幅图像。这个星系团扭曲了它周围的时空结构——就像放在床单上的保龄球一样——使科学家能够看到超新星的四幅图像。
“50年前就有人预测超新星可能会像这样被引力透镜效应放大，但人们花了很长时间才找到一个例子，”该研究的主要作者、加州大学伯克利分校的天文学家帕特里克·凯利告诉Space.com。“能够找到第一个例子真是太有趣了。” [查看更多令人惊叹的超新星照片]
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续报道关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
这颗超新星于 2014 年 11 月 11 日被发现，距离地球约 93 亿光年，靠近可观测宇宙的边缘。研究人员以已故挪威天体物理学家谢尔·雷夫斯达尔的名字命名这颗遥远的超新星为 SN Refsdal，以纪念这位引力透镜研究的先驱。研究合著者、哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所暗宇宙学中心主任延斯·乔尔特在一份声明中说，由于引力透镜效应，“超新星的亮度比正常亮度高出 20 倍”。
透镜星系距离地球约 50 亿光年，是被称为MACS J1149.6+2223的大型星系团的一部分。2009 年，天文学家发现，这个星系团是迄今为止通过引力透镜观测到的最大螺旋星系图像的来源。
超新星的四幅图像在几周内分别出现。这是因为光可以绕过和穿过引力透镜的不同路径，在不同的时间到达地球。
利用引力作为透镜 引力是物质扭曲现实结构时产生的。物体的质量越大，围绕该物体的时空弯曲就越大，其引力就越强，这是发现，它被载入爱因斯坦的广义相对论，今年是该理论诞生一百周年。
因此，引力也可以像透镜一样弯曲光线，这意味着物体会看到强大引力场（例如巨大星系的引力场）后面的物体被放大。引力透镜效应于 1979 年首次被发现，如今，引力透镜可以帮助天文学家看到即使是最大的望远镜也难以探测到的遥远而微弱的特征。
“这些引力透镜就像天然的放大镜。就像拥有更大的望远镜一样，”凯利在一份声明中说。“通过观察这些星系团，我们可以获得高达 100 倍的放大倍数。”
当光线远离引力透镜质量，或者引力透镜质量不是特别大时，只会发生“弱透镜效应”，几乎不会扭曲光线。但是，当光线几乎完全来自引力透镜质量的后方时，可能会发生“强透镜效应”。 [查看更多哈勃望远镜拍摄的照片]
当强透镜物体占据大片空间时——例如，如果它是一个星系——它可能会被涂抹成围绕引力透镜质量的“爱因斯坦环”。然而，对于小而点状的物体（例如，被称为类星体的超亮物体）的强透镜效应通常会产生围绕引力透镜质量的多重图像，从而形成所谓的“爱因斯坦十字”。
对 SN Refsdal 的观测标志着地球上的天文学家首次目睹了超新星的强透镜效应，一颗爆炸恒星的四幅图像排列成爱因斯坦十字。
宇宙正在膨胀
研究人员表示，这些新发现可能有助于科学家测量宇宙加速膨胀的速度。
一个计算机透镜星系团模型表明，科学家们错过了 50 年前和 10 年前观测到透镜超新星的机会。然而，该模型也表明，未来 10 年内，爆炸的更多图像将再次重复出现。
所有这些超新星图像到达的时间取决于产生引力透镜的物质的引力。因此，通过测量这些时间，研究人员希望绘制出可见正常物质和不可见暗物质在透镜星系中的分布情况。
暗物质目前是科学领域最大的谜团之一，一种人们知之甚少的物质，据认为它构成了宇宙中所有物质的五分之六。凯利说，更好地了解暗物质在这个引力透镜星系团中的行为方式可能有助于揭示这种物质的本质。
分析图像到达的时间也可能有助于科学家确定宇宙膨胀的速度。尽管已经有几种方法可以测量宇宙膨胀速度，但“不同方法之间一直存在激烈的争论，因此看看这项新技术可能会对该领域产生什么影响会很有趣，”凯利说。“对于同一数量，拥有完全独立的测量方法总是好的。”
科学家们在 3 月 6 日出版的《科学》杂志上详细介绍了他们的发现。
版权所有 2015 年 SPACE.com，TechMediaNetwork 公司旗下。保留所有权利。未经许可，不得出版、广播、改写或再分发此材料。