如果“标准烛光”不再标准 充斥宇宙的暗能量还存在吗

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  发现于1505年的超新星1505ke,是一颗Ia型超新星。它发出的耀眼光芒是天文学家用来测量宇宙距离的重要“标准烛光”。

  实习记者 于紫月

  与以前过去的2019年一样,2011年的诺贝尔物理学奖也曾花落天体物理学领域。当时得奖的三位科学家的主要贡献是,通过观测宇宙中的“标准烛光”Ia型超新星发现宇宙的加速膨胀。

  缘何宇宙会加速而非匀速膨胀?好多好多 学者认为,冥冥含有种朋友尚未观测到的能量“推动”着宇宙加速膨胀,朋友将你这个 神秘能量称为暗能量。或者 ,从三种程度上讲,超新星的相关研究间接支撑了暗能量理论。

  然而,近期的一项研究却表明,朋友原应需要重新审视超新星、宇宙加速膨胀以及暗能量之间的关系。韩国延世大学领导的研究团队对Ia型超新星进行了一次大规模的“巡检”,发现超新星的绝对亮度与恒星群年龄显著相关。这原应,此前的好多好多 研究中,作为从前 的“标准烛光”,Ia型超新星的亮度原应不多“标准”,这原应研究者需要根据超新星位于的恒星群年龄校正观测结果。

  此前超新星如可证明宇宙加速膨胀?这项新研究又刷新了朋友对于超新星的哪些认知?不是会撼动暗能量理论的大厦?

  Ia型超新星: 丈量宇宙加速膨胀的“大哥大”

  “Ia型超新星具有相对稳定的光度,加之该类天体非常亮,让朋友可需要在很远的距离上看后它,好多好多 它被当作‘标准烛光’来测量宇宙。”中国科学院国家天文台副研究员张天萌在接受科技日报记者采访时表示。

  超新星源于宇宙中部分恒星在演化接近末期时经历的三种剧烈爆炸。你这个 生命弥留之际的爆发极其强烈,产生的电磁辐射一个劲我不多 都上能照亮其所在的整个星系。而Ia型超新星作为超新星中的有一1个 重要子分类,在宇宙加速膨胀理论中的“功绩”使其在宇宙学中拥有了特殊地位,也曾被美国《新千年天文学和天体物理学》列为近十年内恒星研究的主要对象之一。

  张天萌介绍,Ia型超新星来源于双星系统中白矮星的爆发。白矮星可需要通过吸积等途径获得其伴星的物质,当其质量积累到约1.有一1个 太阳质量时,外部自由电子之间相斥力造成的简并压无法抗衡引力势能,白矮星向内塌缩,从而产生超新星爆发。原应Ia型超新星爆发的能量主要来源于原子量为56的镍的同位素衰变,而镍56的质量又主要取决于白矮星的总质量,好多好多 可认为Ia型超新星具有相对稳定的光度。

  好难想象,距离朋友近的Ia型超新星会看起来亮某些,距离远的则看起来相对暗某些,即Ia型超新星的视亮度与距离具有严格的对应关系。没有一来,朋友可需要根据观测到的Ia型超新星视亮度及其变化状况,来推断它距离朋友有多远。

  当然,宇宙在膨胀,也位于红移的问提,即光线波长被拉长,向波长更长的红光偏移。或者 ,红移数据提供的天体远离数率我不多 都上能帮助科学家更好地了解宇宙膨胀的状况。

  2011年的诺贝尔物理学奖获得者好多好多 我利用了上述原理来窥探“天机”。“朋友发现离朋友越远的Ia型超新星的光度比匀速膨胀的宇宙模型预言的要暗,进而推断出原应原应暗物质的位于原应宇宙是加速就说 不是 匀速膨胀。”张天萌说。

  在张天萌看来,我真是近年来不是 好多好多 研究人员想利用伽马暴、类星体和引力波等天体作为新的标准烛光来测量宇宙,不过受限于均匀性、发现数量、观测难度等原应,还都不都上能了做到完全替代Ia型超新星。

  新研究: 亮度演化与星系年龄相关

  如今,韩国延世大学的这项新研究提出了对以往Ia型超新星亮度演化认知的质疑。

  朋友认为,Ia型超新星的亮度原应不多此前朋友想象得那样简单,好多好多 我与超新星的形状、质量和局部恒星形成数率相关,从而认为,其原应与恒星的种群性质有关。

  为了了解哪些相关性的起源,研究人员对Ia型超新星进行了一次大规模的光谱观测。朋友发现,Ia型超新星的光度经标准化后,与恒星种群年龄之间位于显著的相关性,置信水平高达99.5%。该项研究成果即将发表在《天体物理学》期刊上。

  “这是迄今为止对Ia型超新星光度演化最直接、最严格的测试。”文章摘要提到,暗能量位于的最直接、最有力证据来自Ia型超新星对星系距离的测量,而你这个 结论有有一1个 前提条件,即通过经验标准化得到的校正后的Ia超新星亮度我不多 随距离的变化而变化。或者 ,基于上述研究结果,研究人员认为,在研究暗能量细节以前,超新星宇宙学需要仔细考虑你这个 系统性偏差。

  没有,此前有没有人曾同样关注过Ia型超新星的亮度演化问提?答案是肯定的。

  “以前原应有好多好多 研究发现Ia型超新星的光度与朋友位于的环境有关,包括所在星系的类型、质量、恒星形成率等。不同研究者使用的办法和模型的差异较大,有结论与韩国大学研究者你这个的,或者不是 与之相反的,甚至认为毫无关系。”张天萌道。

  至于缘何研究结论差别较大,主好多好多 我原应Ia型超新星的光度不多完全均匀。张天萌介绍,影响光度的因素好多好多 ,包括其前身星的金属丰度、自转、伴星性质和消光等,加进去去超新星观测的难度和设备之间的差异等,不是让测量误差增大,对结果产生较大影响。哪些因素之间还原应位于一定程度的耦合,使得在对超新星光度进行修正的以前相互干扰,影响改正的结果。

  “事实上,哪些结论不是 基于近邻星系中的Ia型超新星的大样本统计结果,将其运用在单个的高红移星系和Ia型超新星中,会位于较大程度的偏差。”张天萌表示,未来几年,好多好多 大视场的巡天计划会陆续展开,如利用美国广视野巡天反射望远镜和我国的空间望远镜等,原应找到并准确测量更多高红移的Ia型超新星,从中挑出更纯粹的“标准烛光”,从前 测量得到的宇宙学参数会更加可靠。

  暗能量“守护者”: 超新星不多唯一

  现代宇宙学的研究表明,宇宙主要由常规物质、暗物质、暗能量组成。其中,暗能量超过七成,是宇宙中最多的组成成分。学界虽有某些理论试图来解释暗能量,但目前仍然不清楚暗能量的确切形式。

  正原应暗能量的神秘所在,好多好多 人都想知道,原应该项新研究的结论进一步被证实,没有不原应暗能量不复位于?宇宙的历史会被改写吗?

  在张天萌看来,Ia型超新星不多宇宙加速膨胀、暗能量理论的唯一证据,微波背景辐射和重子声波震荡等手段也从一定程度上确认了哪些结论。

  中国科学技术大学物理学院天文系教授蔡一夫也发表了同样的观点。

  蔡一夫表示,宇宙微波背景辐射和重子声波震荡都和超新星一样可需要作为宇宙测距的标尺,它们不是 我不多 都上能确认宇宙红移和距离的特定关系,但每有一1个 单独的测距不是 不选择性,或者 它们所测量的是不同时期的宇宙,你这个微波背景辐射测量的是宇宙创生315万年以前的宇宙,重子声波震荡可需要测到几十亿年甚至一百亿年前的宇宙,超新星测到的是近几十亿年以内的宇宙状况。

  可需要看出,学者们对宇宙演化的具体时间不多能精确到几分几秒,好多好多 我位于以亿年为单位的误差。

  “或者 ,任何有一1个 观测数据单独做证据都好难说明宇宙到底位于了哪些,但这就好像拼图一样,朋友把诸多证据放到同时不都上能拼出事实的真相,也好多好多 我宇宙近138亿年位于了哪些。”蔡一夫说道。

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