哈勃太空望远镜2016年拍摄的照片。STScI

星空在某种程度上是一个幻觉。一方面我们看到的星空实际上是远古时期的星空。另一方面,即使排除时间因素,当我们看到天体时,也并不代表它当时就在那里,以及就是那样。

最近有科学家作出了一个有趣的预言:遥远宇宙中一颗超新星的一个幻象,将于16年后,也就是2037年前后出现在地球的夜空中。虽然我们无法用肉眼看到它,天文学家用望远镜观测却是妥妥的。

这颗被称为“安魂”的超新星是研究人员在哈勃太空望远镜2016年的影像数据库中发现的。在这张照片中,这颗超新星同时出现在了三个地方。

宇宙是一个伟大的魔术师。根据爱因斯坦的理论,在巨大的天体附近,由于质量弯曲了时空,光线的传播路径也会发生弯曲。光线进入观测者眼中后,光源的影像就会被扭曲,并形成多个虚像(一般是四个)。这就是所谓的“引力透镜”现象。

在“引力透镜”现象中,充当透镜的前景天体质量分布不均匀,会导致背景光源产生的光线各部分被弯曲的程度各不相同,并使它们在空间中行进时所走的距离各不相同,最终导致它们出现在地球夜空中的时间也不相同。

“安魂”超新星位于一个距离地球约100亿光年的星系中。超新星的影像,连同其宿主星系的影像,被一个距离地球大约40亿光年的星系团MACS J0138.0-2155扭曲,并复制成了四份。

但是在哈勃太空望远镜2016年拍摄的照片中,我们却只能看到超新星的三个像。这是因为形成超新星第四个像的光尚未到达地球。实际上,2016年的这三个像到达地球的时间也有先后:它们呈现的是同一超新星爆发过程中的三个不同阶段。在2019年拍摄的照片中,这三个像则已经消失,表明超新爆发已经结束。

研究人员预言,“安魂”超新星的第四个像,将于大约16年后,也就是2037年前后出现。它会在星系团左上方的光弧中现身。第四个像之所以这么久才出现,主要原因是形成这个像的光穿越了星系团密度最高的区域。

哈勃太空望远镜2019年拍摄的照片。STScI

参考

A gravitationally lensed supernova with an observable two-decade time delay

https://www.nature.com/articles/s41550-021-01450-9

来源:星空天文