在一個宇宙天然“透鏡”的扭曲、放大下，天文學(xué)家觀測到90億年前一次超新星爆炸形成的被稱為“愛因斯坦十字”的四重像。這一成果發(fā)表在6日出版的美國《科學(xué)》雜志特刊上，以紀(jì)念愛因斯坦的廣義相對論發(fā)表100周年。
這種愛因斯坦100年前在廣義相對論中預(yù)測的奇特天文現(xiàn)象，曾在類星體中觀測到過，但對超新星而言還是第一次。
廣義相對論指出，光在星系、星系團、黑洞等具有巨大引力的天體附近通過時，會像通過凸透鏡一樣發(fā)生彎曲。在地球上的觀測者看來，這些天體起到了宇宙“放大鏡”的作用，使其背后的天體看起來更大、更亮。一些點狀的小光源會因這種引力透鏡效應(yīng)而形成四重影像，對稱分布于作為“放大鏡”的前景星系的四周，組成一個十字形，即所謂“愛因斯坦十字”。
“當(dāng)我看到那個星系周圍的四重像，我激動壞了，這完全是一個意外。”加州大學(xué)伯克利分校博士后帕特里克·凱利在一份聲明中說。凱利是在2014年11月分析哈勃太空望遠鏡拍攝的圖像時獲得這一發(fā)現(xiàn)的。
由于受到位于前方星系巨大引力的扭曲，這顆超新星發(fā)出的光線經(jīng)不同的路線行進，抵達地球的時間有先有后，因而形成了“奇怪而罕見的”四重像。參與研究的加州大學(xué)圣巴巴拉分校博士后卡斯珀·施密特解釋說：“可以把這些圖像想象成一組列車，雖然都在同一時間從車站出發(fā)，但行駛的路線與地形不同，結(jié)果抵達時間也不同。”
天文學(xué)家推算，50年前和10年前就曾有機會觀測到這一超新星爆炸，由于引力透鏡效應(yīng)的存在，今后10年這一超新星爆炸還會被“重放”一次。研究人員說，有關(guān)觀測將可被用來驗證廣義相對論，測量暗物質(zhì)、暗能量以及宇宙膨脹的速度。
這顆超新星的昵稱為“雷夫斯達爾”，以紀(jì)念已故挪威天文學(xué)家許爾·雷夫斯達爾。雷夫斯達爾在1964年首先提出，可以利用超新星被引力透鏡放大的延時圖像來研究宇宙膨脹。
“從那時起，天文學(xué)家就一直在尋找這樣一顆超新星，”共同研究作者、加州大學(xué)洛杉磯分校教授托馬索·特雷烏說，“現(xiàn)在，漫長的等待終于結(jié)束啦!”
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