暗物质的魔力:一星分饰四角

作者: 汪汪

来源: Sciencedaily

发布日期: 2015-03-06 16:37:42

哈勃望远镜拍摄到一颗超新星的光线因引力透镜效应分裂成四个像,这一发现有助于测算星系团中的暗物质分布,并首次通过引力透镜观察到超新星爆炸。

最近,哈勃望远镜拍到了奇妙的一幕:一颗遥远的超新星发出的光线,在赶往地球的路上,途径一个巨大的星系团,被其中一个椭圆星系强大的引力透镜扭曲后,竟然分裂成4颗星的像。这项发现发表在3月6日的Science杂志《爱因斯坦广义相对论特刊》上。这罕见的照片有助于帮助天文学家测算该星系和星系团中暗物质的分布情况,因为暗物质只能通过引力对别的物体起作用,其中一个作用就是引力透镜。

这个椭圆星系和它所在的星系团,扭曲和放大了后面那颗超新星的光线。这种现象称为引力透镜。第一个描述引力透镜的人是爱因斯坦。引力透镜的效果和我们常用的放大镜很相似,能弯曲光线,并放大后面的物体。这颗超新星形成了十字架一样的分布,这种模式被称为“爱因斯坦十字”,最初用来描述飞马座中一个类星体形成的引力透镜效应。

该椭圆星系位于名为MACS J1149.6+2223的星系团,距离地球50亿光年。而那颗分裂成4个的超新星大约在93亿光年以外。尽管科学家已经发现了许多引力透镜效应,但通过引力透镜看到超新星爆炸,还是头一回。

天文学家预言,当这四个像消失后,它会在5年内再次出现。他们认为,这颗超新星曾在20年前出现在星系团所在的天区,那时候它只有一个像。这个预言是基于计算机对星系团中暗物质的模拟。每个成像都代表着一簇光束,它们到达地球的路径并不是直线。这张图片中的4个像,每个都只能存在几天或几周的时间。

这颗超新星发出的光线就像许多辆同时出发的火车,它们以相同的速度运行,也向着同一个目的地。但是,每辆火车走的路径都不一样,因此路径长短也各不相同。有的火车要爬山,有的会经过深深的峡谷,还有的要绕过绵延的山峦。因此,尽管它们的目的地相同,但到达的时间却千差万别。对超新星来说,也是同样的道理。有的像会到达得晚一些,因为它的路径被星系团中暗物质所产生的强大引力所弯曲,走了许多弯路。

天文学家们为这颗“星”格分裂的超新星命名为Refsdal,这是为了纪念挪威天文学家Sjur Refsdal。1964年,Refsdal首次提出,可以用超新星被引力透镜分散的像之间出现的时间差,来研究宇宙的膨胀。从那时起,天文学家就开始寻找被引力透镜扭曲的超新星爆炸,但几十年来一无所获。到现在,这漫长的愿望终于实现。

UUID: 5ad7e6f5-9474-41d1-aa43-b1ad3c7b47fc

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/科学世界公众号-pdf2txt/2015-2016/科学世界_2015-03-06_一星分饰四角 | 暗物质的魔力.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0034 元