2023年11月,詹姆斯·韦伯太空望远镜观测到了一个名为MACSJ0138.0-2155的巨大星系团。通过阿尔伯特·爱因斯坦首次预测的引力透镜效应,一个名为MRG-M0138的遥远星系因介入星系团的强大引力而出现扭曲。除了扭曲和放大遥远的星系外,MACSJ0138引起的引力透镜效应还产生了MRG-M0138的五张不同图像。

韦伯在遥远的星系中发现了第二颗透镜超新星

2019年,天文学家宣布了一项令人惊讶的发现,从NASA哈勃太空望远镜2016年拍摄的图像中可以看出,MRG-M0138内部发生了恒星爆炸或超新星。

当另一组天文学家检查2023年韦伯图像时,他们惊讶地发现七年后同一星系中出现了第二颗超新星。贾斯汀·皮埃尔(美国宇航局太空望远镜科学研究所爱因斯坦研究员)和安德鲁·纽曼(卡内基科学研究所天文学家)向我们讲述了首次在同一星系中发现两颗引力透镜超新星的更多信息。

“当超新星在引力透镜后面爆炸时,它的光会通过几条不同的路径到达地球。我们可以将这些路径与同时离开车站的几列火车进行比较,所有火车都以相同的速度行驶并开往相同的位置。火车行驶的路线不同,由于行程长度和地形的差异,火车不会同时到达目的地。”

“同样地,天文学家在数天、数周甚至数年内会看到引力透镜超新星图像。通过测量超新星图像出现时间的差异,我们可以测量宇宙膨胀率的历史,即哈勃常数,这是当今宇宙学的一个重大挑战。问题是,这些多重成像的超新星极其罕见:到目前为止,检测到的超新星不到十几个。”

“在这个小俱乐部中,MRG-M0138中的2016年超新星名为《安魂曲》,它之所以脱颖而出,有几个原因。首先,它距离我们100亿光年。其次,这颗超新星可能与被用作超新星的类型(Ia)相同。测量宇宙距离的‘标准蜡烛’。”

“第三,模型预测,其中一张超新星图像因其穿过星团极端重力的路径而被延迟,直到2030年代中期才会出现在我们面前。不幸的是,安魂曲直到2019年才被发现,很久之后才被发现。当它从视野中消失时,不可能收集到足够的数据来测量哈勃常数。”

“现在我们在与安魂曲相同的星系中发现了第二颗引力透镜超新星,我们称之为超新星安可。安可是偶然发现的,我们现在正在通过一个时间紧迫的导演酌情计划积极跟踪正在进行的超新星。”

“使用这些韦伯图像,我们将测量并确认基于这颗多重图像超新星的哈勃常数。Encore被证实是一颗标准烛光超新星或Ia型超新星,使Encore和Requiem成为迄今为止距离最远的一对标准烛光超新星‘兄弟姐妹’曾经发现过。”

“超新星通常是不可预测的,但在这种情况下,我们知道何时何地可以看到《安魂曲》和《安可曲》的最终出现。2035年左右的红外观测将捕捉到它们最后的欢呼,并对哈勃常数进行新的精确测量。”