这颗超新星将于 2037 年幽灵般地再次出现

一次偶然的天体排列让天文学家能够一次又一次地目睹一颗遥远恒星的爆炸死亡

Distant supernova captured by the Hubble Space Telescope in 2016.

哈勃太空望远镜在 2016 年的图像中观测到捕捉到单个遥远超新星的三个亮点,但在 2019 年消失了。下一次出现预计在 2037 年。

天文学家预测,地球将在 2037 年再次看到一颗遥远的 超新星,这颗超新星此前曾被 哈勃太空望远镜 成像。

这颗名为“安魂曲”(Requiem)的超新星是一次恒星爆炸的结果,距离地球约 100 亿光年。由于一种名为 引力透镜 的现象,这座传奇性的太空天文台在 2016 年三次观测到它。

引力透镜效应发生在超大质量天体的附近,这些天体能够弯曲和分裂光线,放大和扭曲其后物体的图像。在超新星“安魂曲”的案例中,一个巨大的 星系团,称为 MACS J0138.0-2155,充当了放大镜,并根据超新星的光线穿过星系团的三条不同路径,揭示了恒星爆炸的三个不同快照。


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超新星将再次可见(尽管肉眼看不到)的预测是基于星系团内部物质分布的计算机模型,该星系团距离 地球 约 40 亿光年。

与之前的三个观测相比,超新星的最后一次展示将延迟二十多年,因为携带最后图像的光线必须穿过星系团的中心部分,由于 暗物质 的集中,中心部分也是最密集的,一个欧洲和美国研究人员团队 在一份声明中 表示。

南卡罗来纳大学的天文学家,也是预测“安魂曲”回归的新研究的首席科学家 Steve Rodney 在声明中说:“这是最后一个到达的,因为它就像一列火车,必须深入山谷并再次爬出来。” “对于光来说,这是最慢的旅程。”

之前的三个观测是在天文台获取图像三年后的 2019 年在哈勃的存档数据中意外发现的。

丹麦哥本哈根大学的天文学家 Gabe Brammer 在寻找未知遥远星系时偶然发现了这颗超新星,这是名为“解决安静放大的星系”(REQUIEM)的正在进行的研究计划的一部分,因此得名超新星。

起初,他只在 2016 年的图像中发现了一个小点,并认为这是一个隐藏在巨大星系团后面的星系,并通过引力透镜效应可见。

作为新研究的合著者 Brammer 在声明中说:“在进一步检查 2016 年的数据后,我注意到实际上有三个放大的物体,两个红色和一个紫色。”

三个亮度级别不同的小点分散在星系团核心周围的弧形中。然后 Brammer 在较新的图像中寻找这些物体。但令他惊讶的是,它们不再在那里了。

“我立即意识到,这不是一个遥远的星系,而实际上是该系统中的一个瞬态源,它像一个被关掉的灯泡一样在 2019 年的图像中消失了。”

超新星爆炸只持续几十秒。它产生的明亮闪光迅速消退,并在一年内完全消失。

在更仔细地检查图像后,科学家们还可以看到,亮点周围环绕着尘土飞扬的污迹,很可能是超新星宿主星系的放大快照。

Rodney、Brammer 和法国里昂大学的天文学家 Johan Richard 共同分析了这一事件。根据这三次观测,他们制作了星系团中暗物质分布图,以了解其引力如何弯曲和扭曲光线。除了 2037 年的观测外,他们计算出超新星可能在 2042 年再次可见,但最后一次事件可能太微弱,无法产生任何有价值的观测结果。

天文学家希望新的观测机会将帮助他们收集更多关于遥远星系团及其内部神秘暗物质分布的信息。暗物质被认为构成了宇宙中绝大多数物质,它负责宇宙中大部分的引力,因此在宇宙膨胀中起着重要作用。

Rodney 说:“[超新星“安魂曲”的] 发现是我们可以实际测量到达时间延迟的第三个多重成像超新星的例子。” “它是这三个中最遥远的,并且预测的延迟非常长。”

在过去的 20 年里,发现透镜超新星变得更加容易,并且随着功能更强大的广域望远镜上线,例如智利的 Vera C. Rubin 天文台或 NASA 的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜,这种情况将变得更加容易。

该研究 于 9 月 13 日发表在《自然·天文学》杂志上。

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