原標(biāo)題：神秘超新星，哈勃視角中，竟然同時(shí)出現(xiàn)三次

一顆超新星的三個(gè)不同歷史時(shí)期

同一顆星，魂穿三日，影像同現(xiàn)夜空

這是哈勃拍下的一個(gè)巨大星系團(tuán)，周圍環(huán)繞著同一顆超新星在三個(gè)不同的歷史時(shí)期留下的三個(gè)黯淡的影像。這顆超新星發(fā)出的光在太空中向三個(gè)方向發(fā)散，所以從地球上看，這顆超新星在演化的三個(gè)不同階段同時(shí)現(xiàn)身。影像來自于NASA/ ESA/ STScI/陳文磊（明尼蘇達(dá)大學(xué)）/帕特里克·凱利（Patrick Kelly，明尼蘇達(dá)大學(xué)）/哈勃邊疆場

一顆超新星生命中的三個(gè)不同時(shí)期

有一件奇怪的事情發(fā)生了。哈勃網(wǎng)站（Hubblesite）在2022年11月9日稱，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡捕捉到一顆超新星（或者說正在爆炸的行星）爆炸時(shí)的影像同時(shí)出現(xiàn)在三個(gè)不同的位置上。這是怎么回事呢？

這顆超新星距離地球十分遙遠(yuǎn)，它發(fā)出的光要走110億年才能到達(dá)地球。地球上的我們之所以能看到它，是因?yàn)橹虚g隔了一個(gè)巨大的星團(tuán)。這個(gè)星團(tuán)的引力很強(qiáng)大，像是宇宙中的一枚引力透鏡。它在宇宙中制造了一個(gè)翹曲，這讓超新星傳遞出的光線拐了個(gè)彎，還放大了。所以，這些光線從三條長短不一的路徑傳遞到地球上。在宇宙中，距離=時(shí)間。所以，我們會看到一些光線十分古早，而另一些卻年輕得多。

這就像一張照片上有三張這顆超新星的“快照”，分別拍攝于不同的時(shí)間。

天文學(xué)家說，我們能夠看到這顆古老的行星在不同演化時(shí)期的狀態(tài)。

引力透鏡是怎么形成的？

這個(gè)充當(dāng)透鏡的巨大星系團(tuán)叫做Abell 370.根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論，質(zhì)量會使空間扭曲。這個(gè)巨大的星團(tuán)在它自己周圍創(chuàng)造出了一塊巨大的扭曲空間。質(zhì)量越大，空間的曲度就越大。哈勃網(wǎng)站（Hubblesite）解釋說：

（這顆超新星）后來的影像經(jīng)過扭曲了的“峽谷”時(shí)繞了遠(yuǎn)路，所以會延遲出現(xiàn)。

11月10日，這個(gè)團(tuán)隊(duì)撰寫了關(guān)于該超新星還有其奇怪路徑的論文，并且發(fā)表在了《自然》雜志上（這家雜志的文章都需要經(jīng)過同行評審）。

一顆超新星的光線經(jīng)過透鏡后產(chǎn)生的不同路徑。這是引力透鏡造成的，即由于一個(gè)像星系團(tuán)這樣大的天體在宇宙空間中創(chuàng)造出曲率，光線靠近便會產(chǎn)生彎曲，與透鏡工作的原理很像。圖片來源于NASA/ ESA/ 阿廖莎·帕根（Alyssa Pagan，空間望遠(yuǎn)鏡研究所）

觀察超新星演化

參與研究的天文學(xué)家稱，這是人類第一近距離觀察如此古老的超新星。明尼蘇達(dá)大學(xué)物理與天文學(xué)的天文學(xué)家陳文磊是此次研究的首席作者，他認(rèn)為：

能觀察到處于演化最早階段的超新星幾率很小。因?yàn)檫@個(gè)階段很短暫，僅僅持續(xù)數(shù)日甚至數(shù)小時(shí)，即使近距離觀察也非常容易錯過。而在同一次曝光中，我們卻能看到一系列超新星的影像，就像是它的不同面孔。

三張照片，三個(gè)顏色

哈勃曝光照片還捕捉到了超新星的褪色過程，這表明了溫度變化。顏色越藍(lán)，超新星就越熱。而照片中，處于更早階段的超新星影像更藍(lán)。隨著超新星冷卻，它的光線會變紅。明尼蘇達(dá)大學(xué)物理與天文學(xué)院的天文學(xué)家帕特里克·凱莉認(rèn)為：

“我們能夠在三個(gè)不同的影像中看到三種不同的顏色，能看到大質(zhì)量恒星、核區(qū)坍縮、產(chǎn)生激波、升溫，還能看到超新星一周后冷卻下來的樣子。這簡直是我人生中見過最震撼的東西了！”

此外，他們還描述了測量生成這顆超新星的瀕死恒星體積的方法。通過對超新星的亮度和冷卻速率（兩個(gè)數(shù)據(jù)都取決于其前身恒星的體積）進(jìn)行測量，可以得出前身恒星的體積，這種測量方法前所未有。

哈勃觀測顯示，這顆紅色巨星比太陽大出500多倍。

如何發(fā)現(xiàn)超新星？

陳文磊和凱莉以及一支國際化的天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)是通過篩查哈勃數(shù)據(jù)檔案發(fā)現(xiàn)的這顆超新星。他們當(dāng)時(shí)正在找所謂的“暫現(xiàn)事件”。為此，陳文磊撰寫了機(jī)器學(xué)習(xí)算法。他們翻閱了大量數(shù)據(jù)，但這是他們唯一發(fā)現(xiàn)的多影像超新星。

陳文磊和凱莉補(bǔ)充道，他們都預(yù)留出了時(shí)間，計(jì)劃用韋布空間望遠(yuǎn)鏡來找尋更加遙遠(yuǎn)的超新星。此外，他們希望能找到更多遙遠(yuǎn)的超新星，以此幫助天文學(xué)家找出幾十億年前的恒星與如今的恒星有多少不同。

左邊一欄展示的是阿貝爾370星系團(tuán)（Abell 370），也就是超新星多個(gè)影像出現(xiàn)的地方。圖A中展示了自2011到2016年哈勃望遠(yuǎn)鏡下觀測的照片，這展示出超新星褪色后宿主星系的不同位置。圖B展示的是2010年12月哈勃拍攝的照片，展示出宿主星系的三張影像以及超新星不同演化階段的照片。圖C是從圖A中減掉圖B元素后呈現(xiàn)的圖像，這副圖展現(xiàn)了演變中的超新星的三個(gè)不同面孔。圖D也運(yùn)用了相似的圖像篩減處理辦法，由不同的數(shù)據(jù)層實(shí)現(xiàn)。圖D可以展現(xiàn)冷卻中的超新星在演進(jìn)的三個(gè)不同層面有三種不同的顏色。圖片來源NASA/ ESA/ STScl/ 陳文磊（UMN）/ Patrick Kelly (UMN)/ 哈勃邊疆場

結(jié)束語：天文學(xué)家通過哈勃空間望遠(yuǎn)鏡觀察到了同一顆超新星在三個(gè)不同宇宙時(shí)期的影像。關(guān)鍵在于來自中間巨頭星系團(tuán)的強(qiáng)大引力。

BY:Deborah Byrdand

FY: 琳什么恩

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