当来自遥远天体的光经过非常近的前景星系或星团时,引力透镜效应会使前者在天空中呈现出多重图像。而有时候,这些图像还不是同时出现,来自同一个源的光线,在扭曲的时空中所走过的路程可能并不相同,因此像会出现"时延"。近期,天文学家报告发现了一颗超新星 AT 2016jka,它出现在红移量 z = 1.95 处的一个演化星系中。在前景星系团的引力透镜作用下,它出现了多重影像。
AT 2016jka 很可能是一个Ia型超新星,这种超新星来源于小质量恒星残骸(白矮星)的爆炸,当白矮星的质量超过了1.44倍太阳质量时,超新星爆炸就会发生,这一质量的界限就是所谓的"钱德拉塞卡极限"。由于质量上限是很明确的,Ia型超新星爆炸产生的光度(超新星发光本领)几乎一样,因此这类超新星的光变曲线可以被用来测量宇宙的距离。
星系团 MACS J0138.0-2155 2016年照片与2019年照片对照(来源:Joseph DePasquale (STScI))
超新星 AT 2016jka 是从"安魂曲"项目的数据中挖掘出来的。所谓"安魂曲",是指哈勃太空望远镜的"分辨宁静放大星系"项目(REsolved QUIEscent Magnified Galaxies),缩写为REQUIEM——感觉又是一个强行凑出来的缩写名称。"安魂曲"项目所关注的目标是那些特定的恒星形成率较低的大质量星系。通常这些星系比较遥远,它们与地球之间很可能隔着一个星系团,这样,它们的亮度就会被强引力透镜效应放大。"安魂曲"项目观测到的最亮最壮观的星系是 MRG-M0138,这是一个"大质量红色星系"(MRG),红移量为 z=1.95(相当于大约100亿光年)。一个红移量为 z = 0.338 (相当于大约40亿光年)的前景星系团 MACS J0138.0-2155 就挡在它与地球之间,它把远处的星系 MRG-M0138 像凸透镜一样放大,产生了四重像。
如图,左侧大图显示的是星系团 MACS J0138.0-2155 区域的整体图像,长宽各为40角秒,右侧小图中每一个为4″×4″的局部放大图。。由史蒂夫·罗德尼(Steve Rodney)率领的研究团队对照了2019年7月13日至14日所获得的观测数据以及2016年7月18日至19日的哈勃望远镜存档,发现了三个亮点曾出现在2016年的照片中(小图b、c、d、e),当时是第一次证实了 MRG-M0138 星系是强引力透镜天体。而2019年的照片中并没有这几个亮点(小图f、g、h、i),研究人员推断这些是 MRG-M01.............
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