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305年的超新星305ke,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

  与随后过去的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。

  为什么会宇宙会加速而非匀速膨胀?什么都学者认为,冥冥含高种亲戚亲戚让想要 们让想要 们尚未观测到的能量“推动”着宇宙加速膨胀,亲戚亲戚让想要 们让想要 们将两种 神秘能量称为暗能量。这俩 ,从两种 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,亲戚亲戚让想要 们让想要 们这俩 时要重新审视超新星、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。这是原因,此前的什么都研究中,作为原来的“标准烛光”,Ia型超新星的亮度这俩 暂且“标准”,这是原因研究者时要根据超新星位于的恒星群年龄校正观测结果。

  此前超新星怎样证明宇宙加速膨胀?这项新研究又刷新了亲戚亲戚让想要 们让想要 们对于超新星的哪几个认知?与否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,让亲戚亲戚让想要 们让想要 们能非要在很远的距离上看了它,什么都它被当作‘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。

  超新星源于宇宙中累积恒星在演化接近末期时经历的两种 剧烈爆炸。两种 生命弥留之际的爆发极其强烈,产生的电磁辐射老促使够照亮其所在的整个星系。而Ia型超新星作为超新星中的1个多多 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。白矮星能非要通过吸积等途径获得其伴星的物质,当其质量积累到约1.1个多多 太阳质量时,内部管理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。这俩 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,什么都可认为Ia型超新星具有相对稳定的光度。

  真难想象,距离亲戚亲戚让想要 们让想要 们近的Ia型超新星会看起来亮这俩 ,距离远的则看起来相对暗这俩 ,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,亲戚亲戚让想要 们让想要 们能非要根据观测到的Ia型超新星视亮度及其变化情況,来推断它距离亲戚亲戚让想要 们让想要 们有多远。

  当然,宇宙在膨胀,也位于红移的问提图片,即光线波长被拉长,向波长更长的红光偏移。这俩 ,红移数据提供的天体远离传输传输速率促使帮助科学家更好地了解宇宙膨胀的情況。

  2011年的诺贝尔物理学奖获得者什么都利用了上述原理来窥探“天机”。“亲戚亲戚让想要 们让想要 们发现离亲戚亲戚让想要 们让想要 们越远的Ia型超新星的光度比匀速膨胀的宇宙模型预言的要暗,进而推断出这俩 是这俩 暗物质的位于是原因宇宙是加速而全版都是匀速膨胀。”张天萌说。

  在张天萌看来,着实近年来全版都是什么都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、观测难度等是原因,还非要做到全版替代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。

  亲戚亲戚让想要 们让想要 们认为,Ia型超新星的亮度这俩 暂且此前亲戚亲戚让想要 们让想要 们想象得那样简单,什么都与超新星的底部形态、质量和局部恒星形成传输传输速率相关,从而认为,其这俩 与恒星的种群性质有关。

  为了了解哪几个相关性的起源,研究人员对Ia型超新星进行了一次大规模的光谱观测。亲戚亲戚让想要 们让想要 们发现,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,而两种 结论有1个多多 前提条件,即通过经验标准化得到的校正后的Ia超新星亮度不需要随距离的变化而变化。这俩 ,基于上述研究结果,研究人员认为,在研究暗能量细节随后,超新星宇宙学时要仔细考虑两种 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图片?答案是肯定的。

  “随后这俩 有什么都研究发现Ia型超新星的光度与亲戚亲戚让想要 们让想要 们位于的环境有关,包括所在星系的类型、质量、恒星形成率等。不同研究者使用的措施和模型的差异较大,有结论与韩国大学研究者类似于的,但全版都是与之相反的,甚至认为毫无关系。”张天萌道。

  至于为什么会研究结论差别较大,主什么都这俩 Ia型超新星的光度暂且全版均匀。张天萌介绍,影响光度的因素什么都,包括其前身星的金属丰度、自转、伴星性质和消光等,加带超新星观测的难度和设备之间的差异等,都是让测量误差增大,对结果产生较大影响。哪几个因素之间还这俩 位于一定程度的耦合,使得在对超新星光度进行修正的随后相互干扰,影响改正的结果。

  “事实上,哪几个结论全版都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,什么都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,这俩 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”,原来测量得到的宇宙学参数会更加可靠。

  暗能量“守护者”: 超新星暂且唯一

  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。学界虽有这俩 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。

  正是这俩 暗能量的神秘所在,什么都人都想知道,这俩 该项新研究的结论进一步被证实,没有与否是原因暗能量不复位于?宇宙的历史会被改写吗?

  在张天萌看来,Ia型超新星暂且宇宙加速膨胀、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几个结论。

  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能非要作为宇宙测距的标尺,它们全版都是促使确认宇宙红移和距离的特定关系,但每1个多多 单独的测距全版都是不挑选性,这俩 它们所测量的是不一齐期的宇宙,类似于微波背景辐射测量的是宇宙创生316万年随后的宇宙,重子声波震荡能非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情況。

  能非要看出,学者们对宇宙演化的具体时间暂且能精确到几分几秒,什么都位于以亿年为单位的误差。

  “这俩 ,任何1个多多 观测数据单独做证据都真难说明宇宙到底位于了哪几个,但这就好像拼图一样,亲戚亲戚让想要 们让想要 们把诸多证据放进去去一齐促使拼出事实的真相,也什么都宇宙近138亿年位于了哪几个。”蔡一夫说道。