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韦伯研究人员发现了透镜超新星,证实了哈勃望远镜的张力

2024-10-26 14:56 来源:本站编辑

Webb Researchers Discover Lensed Supernova, Co<em></em>nfirm Hubble Tension

测量哈勃常数,即宇宙膨胀的速率,是世界各地天文学家研究的一个活跃领域,他们分析来自地面和太空天文台的数据。美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜已经为这个正在进行的讨论做出了贡献。今年早些时候,天文学家利用韦伯望远镜中包含造父变星和Ia型超新星(测量宇宙膨胀率的可靠距离标记)的数据,证实了美国宇航局哈勃太空望远镜之前的测量结果。

现在,研究人员正在使用一种独立的测量方法来进一步提高哈勃常数——引力透镜超新星的精度。来自亚利桑那大学的布伦达·弗莱(Brenda Frye)和来自世界各地不同机构的许多研究人员组成的团队,在韦伯发现了一个遥远而人口稠密的星系团方向上的三个光点后,领导了这项工作。太空望远镜科学研究所(Space Telescope Science Institute)最近邀请弗莱博士向我们详细介绍该团队给超新星hope起的绰号,以及引力透镜效应如何为哈勃常数提供洞见。

“这一切都始于团队提出的一个问题:‘以前没有的那三个点是什么?那可能是超新星吗?’”她说。“这些光点在2015年哈勃对同一个星团的成像中是不可见的,当韦伯对主要河外区域的再电离和透镜科学(珍珠)保证时间观测到达地球时,PLCK G165.7+67.0的图像就很明显了。”“集群”计划。研究小组指出,这个问题首先出现在人们的脑海中是有充分理由的:“G165被选为这个项目的区域,是因为它的恒星形成速度很高,每年超过300个太阳质量,这一属性与更高的超新星率有关。”

初步分析证实,这些点对应于一颗爆炸的恒星,一颗具有罕见品质的恒星。首先,它是一颗Ia型超新星,一颗白矮星的爆炸。这种类型的超新星通常被称为“标准烛光”,这意味着超新星具有已知的固有亮度。其次,它是引力透镜。

“引力透镜对这个实验很重要。透镜由位于超新星和我们之间的星系团组成,它将超新星的光弯曲成多个图像。这类似于一个三面梳妆镜如何呈现一个人坐在它前面的三张不同的图像。在韦伯的图像中,这一点就在我们眼前证明了,中间的图像相对于其他两个图像是翻转的,这是理论预测的“透镜”效应。

“为了获得三幅图像,光线沿着三条不同的路径传播。由于每条路径的长度不同,光以相同的速度传播,韦伯望远镜在超新星爆炸的三个不同时间拍摄了这颗超新星的图像。在三面镜子的类比中,随后出现了一个时间延迟,右边的镜子描绘了一个人拿起梳子,左边的镜子描绘了一个人正在梳理头发,中间的镜子显示了一个人放下梳子。

“三重超新星图像是特别的:时间延迟,超新星距离和引力透镜特性产生哈勃常数或H0(发音为h -零)的值。这颗超新星被命名为sn0pe,因为它给天文学家带来了更好地了解宇宙膨胀率变化的希望。

“为了进一步探索SN hope, PEARLS-Clusters团队撰写了一份韦伯董事自由裁量时间(DDT)提案,该提案由科学专家在双匿名审查中进行评估,并由韦伯科学政策小组推荐用于DDT观测。与此同时,在亚利桑那州霍普金斯山上的6.5米望远镜MMT和格雷厄姆山上的大型双筒望远镜也获得了数据。在分析这两个观测结果后,我们的团队能够确认SN hope被锚定在一个背景星系上,在大爆炸后35亿年的星团后面。

“SN hope是迄今为止观测到的最遥远的Ia型超新星之一。另一个团队成员通过分析它的光分散到它的组成颜色或韦伯的“光谱”的演变,进行了另一个时间延迟测量,确认了SN ho0pe的Ia型性质。

七个小组贡献了描述星系团二维物质分布的透镜模型。由于Ia型超新星是一个标准的蜡烛,每个透镜模型都是根据其预测时间延迟和超新星亮度相对于真实测量值的能力来“分级”的。

“为了防止偏见,这些独立群体的结果被盲化,并在宣布的‘现场盲化’的日期和时间相互公布。”该团队报告哈勃常数的值为每百万秒差距75.4公里每秒,加上8.1或减去5.5。1秒差距相当于3.26光年的距离。这是用这种方法对哈勃常数的第二次测量,也是第一次使用标准蜡烛。“珍珠”项目的首席研究员说:“这是韦伯望远镜的重大发现之一,它将帮助我们更好地理解宇宙的这个基本参数。”

“我们团队的结果是有影响力的:哈勃常数值与当地宇宙中的其他测量值相匹配,并且与宇宙年轻时获得的值有些紧张。韦伯在周期3的观测将改善不确定性,允许对H0进行更敏感的约束。”

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