科學家首次觀測到宇宙「標準燭光」四重像

在一個宇宙天然「透鏡」的扭曲、放大作用下，天文學家第一次觀測到有宇宙「標準燭光」之稱的Ia型超新星的四重像。這項發現將能幫助科學界更精確地計算宇宙的膨脹速度。

據美國《科學》雜誌20日發表的一項新研究，這個Ia型超新星名為iPTF16geu，距離地球約40億光年。在它與地球中間還隔著一個星系，這個距離地球約20億光年的中間星系發揮著「透鏡」作用，讓它背後的超新星呈現出四個不同位置的影像，並讓影像亮度增強了約50倍。

愛因斯坦在廣義相對論中預測了這種奇特天文現象，此前也已觀測到過多次，但這是天文學家第一次觀測到Ia型超新星的多重圖像。Ia型超新星是一類爆發的恆星，亮度基本恆定，所以在天文學上被視為「標準燭光」，用於計算遙遠星系的距離。

「第一次拍攝到在強『透鏡』效應下『標準燭光』的多重圖像，是一個重大突破，」論文第一作者、瑞典斯德哥爾摩大學阿里爾·戈巴爾教授在一份聲明中說，「我們將能更準確地測量引力的聚光能力，並探測此前認為可能達不到的物理尺度。」

這個超新星是戈巴爾等人利用位於美國加利福尼亞州的地面望遠鏡於2016年9月首次觀測到的，此後又利用其他望遠鏡和哈勃太空望遠鏡進行了進一步觀測。

在這個發現的科學意義中，最重要的一點就是通過分析4幅影像的光抵達地球時間的不同，更精確地測定宇宙的膨脹速度，即所謂哈勃常數。目前，不同方法所得出的哈勃常數有細微差別，而用這些結果預測的宇宙演化和膨脹場景則有顯著不同。

研究還表明，上述中間星系起到「透鏡」作用物質的總質量是太陽的100億倍，半徑接近3000光年。但與其他宇宙「透鏡」相比，它相對較小。戈巴爾等人認為，研究此類不同尋常的「透鏡」天體，將能幫助天文學家從新角度認識宇宙「透鏡」，還會有助於暗物質等方面的研究。

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