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哈勃望远镜拍到7000万光年外超新星爆发,将修正宇宙膨胀速率

最近NASA发布了一组超新星的观察记录的影像,包括了图片和视频,记录了7000万光年外一颗Ia型超新星的消亡过程。

这颗编号为SN2018gv的超新星是一位天文爱好者于2018年1月15日于位于船尾座编号为NGC2525的棒旋星系的其中一条旋臂的外围,下图为哈勃空间望远镜拍摄的NGC2525星系和SN2018gv超新星(左边最亮那颗)。

哈勃望远镜拍到7000万光年外超新星爆发,将修正宇宙膨胀速率

 

SN2018gv在被发现时视星等约为16.5等,但已经是所在星系NGC2525的最亮的星星了,甚至比它周围一些银河系内的恒星还亮。天文学家随即对其进行光谱观测,并很快确定这是一颗Ia型超新星。

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Ia型超新星是一种特殊的超新星类型,它是通过小质量恒星演化到末期所形成的白矮星不断吸积周围物质,当该白矮星吸积物质致其质量达到钱德拉塞卡极限(约为1.44倍太阳质量),就会发生由电子简并态的碳核心失控的核聚变引发的超新星爆发,由于其物质形式(电子简并态的碳核)和质量(1.44倍太阳质量)都相对确定,而理论上它的爆发程度也基本一致(完全炸开),因此理论上这种超新星爆发产生的绝对亮度应该是基本一样的,也就是说,如果在同一距离上观测任何一颗Ia型超新星,它的亮度应该是一样的。

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由于Ia型超新星这种光度恒定的性质,因此天文学家把它作为远方星系距离准确测量的基准,因此被称为标准烛光,天文学家只要准确测量到其最大的光度值,即可根据理论模型计算出其准确的距离。因此,在确定它是一颗Ia型超新星后,哈勃空间望远镜从2018年2月开始对其进行了一年的观测,记录了它2018年2月到2019年2月的一年中由亮变暗的全过程。下面是我利用所发布的视频制作的动图:

哈勃望远镜拍到7000万光年外超新星爆发,将修正宇宙膨胀速率

 

据分析,SN2018gv的峰值绝对亮度约为太阳的50亿倍,峰值视星等为12.8等。它所在的NGC 2525星系是一个棒旋星系,位于南半球的船尾座,直径约6万光年,大约只有银河系的一半,距离我们大约7000万光年。根据其光谱红移值计算得到它的视向速度大约为1581km/s,也就是说它正在以1581km/s的速度远离地球。这是之前就测定的数据,它主要是由宇宙膨胀所产生的,而在根据这次通过测量SN2018gv光度所获得的准确距离值,科学家就可以准确计算哈勃常数的值。

哈勃望远镜拍到7000万光年外超新星爆发,将修正宇宙膨胀速率

 

哈勃常数是关于宇宙膨胀速率的数值,它决定着我们宇宙的演化和最终的命运,在此前,科学家发现了通过宇宙微波背景辐射测定的宇宙膨胀率与宇宙星系红移测量到的宇宙膨胀率存在明显的差异,根据普朗克卫星获得的目前最清晰的宇宙微波背景辐射图像计算得到的哈勃常数(宇宙膨胀率)约为67.4km/s/Mpc,即67.74公里每秒每百万秒差距,1秒差距约为3.261光年。

哈勃望远镜拍到7000万光年外超新星爆发,将修正宇宙膨胀速率

 

但是通过宇宙距离阶梯和星系红移计算得到的哈勃常数却达到了74.03km/s/Mpc,比通过宇宙微波背景辐射测得的值高出9%,这是很诡异的事情,这意味着根据早期宇宙膨胀率作出的对现今宇宙膨胀率的预测失效了……

所以部分宇宙学家决定给宇宙打了个补丁,把引起这种差异的因素称为暗能量,它是一种推动宇宙摆脱引力加速膨胀的“力”不过除了这一一个假设,科学家似乎对它也没有更多的了解……

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现在有一种假设是把这个补丁直接打在了理论上,就是在广义相对论的引力场方程中增加一个常数项,这个常数项与一百年前爱因斯坦加进去的宇宙常数如出一辙。

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此次对SN2018gv的准确测量,将使科学家对宇宙常数做出更为精确的计算。

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