哈勃第一次看到高倍超新星的多个图像

该图显示了巨大的星系星系MACS J1149 + 2223，其光花了超过50亿年才到达我们。星团和星团之一的巨大质量正在使来自其后部超新星的光线弯曲，并为其创建四个独立的图像。由于重力透镜作用，光线被放大和扭曲，结果，图像以已知的爱因斯坦十字形排列在椭圆星系周围。插图中显示了爱因斯坦十字架的特写镜头。

使用哈勃太空望远镜，一组天文学家首次发现了四颗遥远爆炸恒星的图像。通过嵌入巨大星系团中的前景星系的强大引力，图像以十字形排列。

有关超新星发现的论文发表在《科学》杂志上，以纪念阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论百年纪念。

当仔细观察一个巨大的椭圆星系及其相关的星系团MACS J1149 + 2223时，它的光花了50亿年才能到达我们，但天文学家却发现了一种奇怪而罕见的景象。星系和星团的巨大质量使来自它们后面的更遥远的超新星的光线发生弯曲，并为其产生四个独立的图像。由于引力透镜[1]，光线已被放大和扭曲，结果，图像以称为爱因斯坦十字的形式排列在椭圆星系周围。

尽管天文学家已经发现了数十个多重成像的星系和类星体，但他们从未见过多次恒星爆炸的图像。

该动画显示了巨大的星系星团MACS J1149 + 2223（其光花了50亿年才能到达我们）如何弯曲来自位于该星团后面的超新星的光，从而哈勃拍摄了四张超新星的图像。

美国加州大学伯克利分校的帕特里克·凯利说：“当我发现银河系周围的四张图像时，确实让我产生了一个循环。这是一个完全的惊喜。”合作和超新星发现论文的主要作者。他在常规搜索GLASS团队的数据时发现了超新星，发现GLASS小组和Frontier Fields Supernova团队自2013年以来一直在寻找什么[2]。现在，这些团队正在合作分析超新星的图像，超新星的光花了90亿年才能到达我们[3]。

该论文的合著者，来自丹麦黑暗宇宙学中心的詹斯·霍乔斯解释说：“超新星看上去比自然亮度亮了20倍。”“这是由于两个重叠的镜头共同作用的结果。庞大的星系团将超新星光沿至少三个单独的路径聚焦，然后，当这些光路之一恰好与团内的单个椭圆形星系精确对准时，就会发生二次透镜效应。”与椭圆星系相关的暗物质弯曲并将光线重新聚焦成另外四个路径，从而产生了团队观察到的罕见的爱因斯坦十字图案。

这一独特的观察将帮助天文学家完善他们对晶状体星系和星团中暗物质的数量和分布的估计。宇宙中的暗物质多于可见物质，但它极其难以捉摸，并且仅通过其对可见宇宙的引力作用而存在，因此，银河系或星系团的透镜效应是了解暗物质数量的重要线索。它包含的暗物质。

当爆炸消失后，四个超新星影像逐渐消失时，天文学家将难得有机会再次爆发爆炸。超新星图像不会同时到达地球，因为对于每一个产生的图像，光都采用不同的路径。每条路径沿其路径都具有不同的物质布局（暗的和可见的）。这会导致道路弯曲，因此，对于某些路线，光到达我们的时间要比其他路线更长。天文学家可以使用它们在星团中存在多少暗物质的模型以及它的位置来预测何时出现下一幅图像，以及利用他们观察到的时间延迟来使质量模型更加准确[4]。

“哈勃拍摄的四张超新星图像彼此之间在几天或几周内就出现了，我们在它们出现后才发现它们，”美国前沿领域超新星团队负责人，美国约翰·霍普金斯大学的史蒂夫·罗德尼解释说。“但我们认为，超新星可能是在20年前以单一图像出现在星团领域的其他地方，而且更令人兴奋的是，它有望在未来一到五年内再次出现。付诸行动。”

该超新星的昵称是Refsdal，以纪念挪威天文学家Sjur Refsdal，他于1964年首次提出使用透镜超新星的时延图像来研究宇宙的膨胀。GLASS项目的首席研究员，美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的Tommaso Treu说：“天文学家一直在寻找一个。”“现在漫长的等待结束了！”

笔记

[1]引力透镜最早是由爱因斯坦（Albert Einstein）预测的。这种效果类似于玻璃透镜弯曲光以放大和扭曲其后面的对象的图像。

[2] Frontier Fields是一个为期三年的程序，使用哈勃望远镜观测六个庞大的星系星团，以通过引力透镜不仅探测星团内部，而且探测星团之外的东西。GLASS调查利用哈勃望远镜的能力，利用十个大型星系团作为引力透镜，其中包括前沿领域中的六个星团，研究了遥远的星系。

[3]研究小组使用了位于夏威夷莫纳克亚（Mauna Kea）的W. M. Keck天文台来测量超新星宿主星系的红移，这是其距离的代表。

[4]测量图像之间的时间延迟为超新星的光必须覆盖的扭曲空间地形提供了线索，并将帮助天文学家微调绘制星团质量的模型。

出版物：帕特里克·凯利（Patrick L. Kelly）等人，“由早期类型的星系星系透镜形成的高度放大的超新星的多个图像”，《科学》，2015年3月6日：卷347号6226，第1123-1126页； DOI：10.1126 / science.aaa3350

研究报告的PDF副本：早期类型的星团星系透镜形成的高度放大的超新星的多个图像

图像：NASA，ESA，S。Rodney（美国约翰霍普金斯大学）和FrontierSN小组； T. Treu（美国加利福尼亚大学洛杉矶分校），P。Kelly（美国加利福尼亚大学伯克利分校）和GLASS团队； J. Lotz（STScI）和Frontier Fields小组； M. Postman（STScI）和CLASH小组；和Z. Levay（STScI）