一颗遥远的超新星,它的光被引力放大并增加了三倍,可能是发现宇宙膨胀率的关键。
它被称为 SN H0pe,是詹姆斯·韦伯太空望远镜收集的数据中发现的一种扭曲的光斑,来自一个星系,其光传播了 100 亿年多一点才到达我们这里。
这是迄今为止观测到的第二远的超新星。 这是一个Ia型超新星? 其亮度用于测量宇宙膨胀的速度。
仅此一点并不是 H0pe 如此令人兴奋的原因。 它的光被重力放大三倍的方式导致了超新星图像之间的时间延迟? 这意味着它可以帮助科学家解决宇宙学中最大的谜团之一:宇宙膨胀的速度有多快,这一速度被称为,或H0。
概述这一发现的论文已提交给天体物理学杂志,并且目前可用在预印本服务器 arXiv 上。
“我们在此概述了 G165 星团场中 JWST PEARLS 和 DDT 成像和光谱观测相结合的初步科学结果,以及 SN 的发现,SN 因其测量时间延迟的潜力而被称为“SN H0pe”图像之间,并从中得出哈勃常数的值,”由宇宙学家布伦达·弗莱领导的国际团队写道亚利桑那大学的。
“这项研究是一系列论文中的第一篇,其目的是研究 SN H0pe、星团和透镜源。”
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H0 一直是宇宙学的眼中钉。 我们知道宇宙正在加速膨胀; 但科学家们一直无法弄清楚,超出一定范围。
有两种主要方法用于计算它。 第一个被称为标准标尺,通常返回每兆秒差距每秒约 67 公里的膨胀率。第二种选择方法,描述为标准烛光,每秒每兆秒差距约 73 公里。
标准尺子包括剩余的光线在里面, 或者称为重子声振荡。
标准烛光是具有已知固有亮度的物体,例如 Ia 型超新星,或造父变星。 如果你知道某个东西本质上有多亮,你就可以计算出它有多远; 和 Ia 型超新星都在同一时间达到峰值已知固有光度。
问题是,超过一定的光传播距离,像单个恒星甚至超新星这样的小物体就很难看到,这使得标准蜡烛成为测量遥远宇宙膨胀率的糟糕工具。 但这个一般规则有一个例外:引力透镜。
这是由一个足够大的质量产生的,足以引起时空的显着弯曲。 想象一下蹦床上的保龄球; 保龄球是质量,蹦床垫是时空。
任何穿过弯曲时空的光线都必须沿着弯曲的路径传播,这可以为另一边(我们)的任何观察者创造一些有趣的效果。 这些效果包括单个光源的放大、扭曲和倍增。
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这就是 Frye 和她的同事找到 H0pe 的方式。 JWST 一直在对宇宙进行深入观测(并且的重力地在里面)。
在多次观测过程中获得的数据揭示了一个名为 Arc 2 的星系,其光线被前景中的一个巨大星系团透镜化。 这些观察结果揭示了三个光点,分析显示这些光点是 Ia 型超新星的光。
现在,科学家们已经谈了几十年关于可能性使用引力透镜光作为一个。 这是因为,由于时空曲线的方式,某些图像可能需要更长的时间才能穿过空间,这意味着相乘的图像可以显示光源的光。
如果光来自标准蜡烛,例如 Ia 型超新星,这应该比例如 Ia 型超新星更容易计算。 只发现了一颗比 H0pe 更远的超新星,而且它没有经过透镜透镜处理;SN威尔逊是通过观察一个与超新星一致的变亮和变暗的星系而发现的。
我们还没有这些计算。 这篇论文只是众多论文中的第一篇。 未来的论文将详细探讨确认 H0pe 为 Ia 型超新星的光谱学、时间延迟的光度测量、透镜模型和其他分析。
“最后,”研究人员写道,“从镜头模型、光度测定、光谱学以及这些模型中所有时间延迟估计的加权组合生成的时间延迟估计将用于测量 H0 的值。”
找出它是什么以及它如何适应其他测量的更广泛背景将是非常令人兴奋的。。
该研究已提交至天体物理学杂志,并且可以在arXiv。