「愛因斯坦十字 Einstein Cross」重現90億年前超新星爆炸

沈陽海哥 · 發表於 2015-3-10 17:46:21

本帖最後由沈陽海哥於 2015-3-10 20:03 編輯

「愛因斯坦十字 Einstein Cross」重現90億年前超新星爆炸

距離地球90億光年之外的「超新星 Supernova」在歷史上只爆炸一次，但未來10年間，
我們將可再看見這個過程4次！

天文學家於2014年底觀測到的「愛因斯坦十字」（Einstein Cross），是廣義相對論對光線扭曲解釋的完美實證。

物理學大師愛因斯坦（Albert Einstein）認為這個重力理論是如此地美麗，並曾知名地向學生表示，
如果他的理論未能成真，他會為神感到遺憾。目前看來，即將於14日迎來136歲冥誕的這名物理學家
所言依然是對的。

「宇宙透鏡」彎曲光線
距今100年前，愛因斯坦發表廣義相對論。他認為巨大的物質或能量會扭曲光的路徑，甚至可以彎曲時空。

此理論最知名的例證之一為「重力透鏡效應」（gravitational lensing），這指的是當光經過重力場時，
會產生彎曲、放大及改變路徑的現象，其程度取決於重力場的強弱。

這個理論在1919年的日食得到了戲劇化的驗證，宇宙透鏡的現象也在1979年首次被發現。

但2014年11月由哈伯太空望遠鏡（Hubble Space Telescope）記錄到的「愛因斯坦十字」，
依然是天文學家首次發現的完美四重十字。

距離地球900億光年之外的一次「超新星 Supernova」爆炸產生的光，在距離地球50億光年
的巨大星系團MACS J1149.6 +2223 的放大及彎曲後，製造出4個鏡像，且呈十字形狀排列。

如果沒有這個「宇宙透鏡」的放大效果，即使是哈伯太空望遠鏡也無法觀測到這次爆炸。

天文學家已在利用透鏡效果，觀察一些宇宙中比較黯淡的星體現象。

爆炸過程將重演4次
更奇異的是，根據天文學家推算，這次超新星爆炸的過程，在未來10年內還會在
天空的不同地點重演4次。

這是由於光依循不同的路徑行進，途中經過不同影響其路徑的因素。

就像是4班火車從同一個車站出發，但行駛的鐵道不同，因此也在不同的時間抵達終點站。

這將是天文學家首度有機會觀測同樣的爆炸事件4次。

哈佛─史密森尼天體物理學中心（CfA）天體物理學教授柯什納（Professor Robert Kirshner）
解釋，「我們看過了宇宙透鏡，也看過超新星爆炸。我們甚至也看過經過宇宙透鏡
的超新星爆炸。但重覆出現的影像，是我們一直想要觀測到的。」

稀有而特殊的超新星爆炸
甚至是這顆超新星本身也十分與眾不同。

超新星爆炸是宇宙中最稀有、劇烈的事件之一，在一個典型的銀河中，
大概每100年才會發生一次。

天文學家發現，這顆超新星爆炸的光芒在過去4個月內越來越亮，而不像一般情況，
在來到最亮點後逐漸暗去。

它爆炸的光譜也不符合目前任何一種已知的超新星種類。
天文學家推測，這顆超新星可能是一種特殊的核塌縮超新星。

天文學家也猜測，900億年前星體的常規可能與現在有些許的差異。

天文學家可藉此研究暗物質及宇宙擴張
透過模擬，天文學家認為這顆超新星在過去也曾經露面過，分別在1964年與1995年。

透過持續追蹤未來爆炸影像出現的時間，天文學家可以透過影像出現的時間間隔，蒐集更多關於宇宙擴張的資訊，
並對暗物質（dark matter）有進一步的了解；因為暗物質在星系團中分布的情形才
是扭曲光線的主要影響因子。

這份報告於5日發表於《科學》（Science）期刊的廣義相對論發表百年紀念特刊上。