宇宙海市蜃楼显示恒星爆炸五次并有助于测量宇宙速度

遥远的恒星爆炸刚刚为科学家了解宇宙的真实增长率提供了一个新工具。这颗名为“SN Winny”的超新星在夜空中成倍出现，凭借极致的视觉效果，呈现出同一天文事件的五幅不同图像。这种罕见的现象就像一个巨大的天然实验室。研究人员现在正在利用这种光学异常来尝试解决当代理论物理学中最大的僵局之一。这一发现有望改写宇宙学手册。

这颗垂死恒星距离地球令人印象深刻的 100 亿光年，它的光线在到达地面望远镜的镜子之前就发生了严重扭曲。来自慕尼黑工业大学 (TUM) 和路德维希马克西米利安大学 (LMU) 的团队负责对收集的数据进行复杂的分析。中心目标是测量五次光反射中每一次出现之间的准确延迟时间。这种时间上的差异是以前所未有的精度确定哈勃常数的关键。数十名专家共同努力破解这个谜团。

引力透镜产生巨大的视错觉

SN Winny的多次出现并不代表观测仪器的错误，而是爱因斯坦在上世纪初提出的广义相对论的直接结果。在地球和爆炸的恒星之间，有一个巨大的星系，它就像一个名副其实的巨大宇宙放大镜。这个中间体的引力是如此之大，以至于它可以弯曲它周围的时空结构。因此，超新星发射的光子沿着不同的路径传播，通过几条迂回的路线绕过银河障碍。光服从空间的曲率。

由于每条路径都有独特的长度并面临不同程度的引力密度，因此光在不同的时间到达我们的星球。天文学家观察到了闪光的第一次出现，不久之后，记录了在同一空间区域略有不同的点出现的余震。发生这种效果所需的几何对准需要观察者、镜头和光源之间的完美完美。这是一个偶然的事件，它将中间星系变成了一个比人类迄今为止建造的任何设备都要强大得多的天然望远镜。

光到达的延迟使我们能够计算宇宙的节奏

SN Winny 的重要性远远超出了它的视觉美感或乘数现象的纯粹好奇。科学家目前面临着一个被称为“哈勃张力”的深刻困境，不同的测量方法对宇宙膨胀速度的结果存在很大分歧。一些技术分析大爆炸留下的宇宙微波背景，而另一些技术则观察邻近星系中的脉动恒星。这些数字根本不相加。这项新发现为解决困扰研究人员的数学差异提供了另一种完全独立的途径。

为了了解测量在实践中的工作原理，专家将分析过程分为几个基本步骤：

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• 正面星系的引力使光线以不同且不可预测的角度偏转。
• 路线较长会导致抵达延误，可能持续几天到几个月。
• 精确的时间差揭示了辐射在太空真空中传播的距离。
• 最终的计算给出了遥远天体之间空间的拉伸率。

研究团队集中精力细化仪器捕获的五幅图像中每幅图像的光变曲线。持续监测需要极大的耐心，因为超新星发出的光线在爆炸后的几周内逐渐减弱。消除统计噪声并确保亮度变化对应于完全相同的事件是整个操作的最大技术挑战。德国大学的超级计算机每天处理数 TB 的信息，以保证应用物理模型的绝对完整性。

这种现象的罕见性违背了当前的天文统计数据

找到一颗超新星乘以引力透镜已经被认为是一项了不起的壮举，但 SN Winny 属于一个更加特殊和有价值的类别。它被归类为 Ia 型超新星，这是一种热核事件，当白矮星从伴星吸收物质直到达到临界阈值并剧烈爆炸时就会发生。这些爆炸具有标准化的内在亮度，充当精确的标准蜡烛，用于测量浩瀚宇宙中的距离。标准蜡烛与多透镜效果的罕见组合为现代宇宙学创造了完美的环境。

根据该领域专家的严格估计，观察到类似现象的可能性几乎是不可能的。研究人员计算出，只有十分之一的超新星遭受这种类型的引力扭曲，能够同时生成五张清晰的图像。一般来说，当空间排列有利时，天文学家可以检测到两个或最多四个复制。第五个亮点提供了额外的关键数据层，有助于消除透镜星系暗物质分布建模中的不确定性。

天文台为未来几个月准备前所未有的目录

SN Winny 的全面分析预计将持续 2026 年的大部分时间，在发布最终结果之前需要经过严格的同行评审。研究人员需要确保没有隐藏变量（例如星际尘埃云）影响光的到达时间。如果测量结果证实了最初的预期，理论物理学就可以放弃旧模型，并对暗能量的行为采取新的理解。暗能量是一种神秘的力量，负责加速星系之间的大规模分离。

这一孤立观测的巨大成功促使科学界积极寻找新的、类似的深空目标。维拉·C·鲁宾天文台配备了最先进的扫描技术，能够以天文学史上前所未有的速度绘制苍穹地图。人们普遍期望新的天文综合体将能够在未来几年的运行中识别出数十颗镜像超新星。创建这些宇宙事件的广泛目录将使我们能够明确地绘制宇宙从起源到当代的演化图谱。