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逃逸宇宙

2005-04-29

大自然探索 2005年9期
关键词:超新星星系天体

2003年7月,美国匹兹堡大学的瑞安·斯克兰顿博士领导的一个多国科学家小组宣布,他们发现了宇宙存在暗能量的证据。

2005年2月,一个由英国、法国、意大利和澳大利亚等国科学家组成的研究小组宣布。他们在距离地球2000万光年的室女座发现了由暗物质组成的星系。宇宙学家认为,这个重要发现是宇宙学研究的一个重大突破。世界各大媒体都对此作了详尽报道。

也许你们会问:暗能量是什么?暗物质是什么?欲知答案还得从超新星说起。

与人的死亡不同,有一些濒死的恒星不是静静地死去,而是在“断气”前突然发生爆炸,变得异常明亮,这就是超新星爆发。通过观测超新星,科学家能知道有关宇宙的一些秘密,比如宇宙的过去、现在和未来。

公元2000年前后,科学家对超新星进行了一系列非常重要的观测。

什么是超新星?超新星是恒星在死亡前的“大爆炸”。大多数天体在我们的一生中是很难观察到它们的变化的,即使是100万年内,也没有多大变化。超新星则不同,超新星是一种快速变化的天体,其亮度在一星期之内就会发生变化,在一个月内则会发生明显的变化。

科学家为什么要观测超新星呢?用吹气球来简单说明。当你吹一个表面有斑点的气球时,你会看见,气球表面上的斑点会随着气球表面的膨胀而逐渐变大。同样的道理,当科学家观察超新星时,他们会“看见”,超新星发出的光线在膨胀的宇宙(根据大爆炸理论,宇宙起源于一次大爆炸,自那以后宇宙一直在膨胀)中旅行时会被拉长(红移现象,参见后面的文章《开天辟地大爆炸》)。因此,只要测试超新星发出的光线的变化,科学家就能知道在光线从超新星出发旅行到地球的时间里宇宙膨胀了多少。进而了解宇宙最后的命运。这种方法也是目前测量遥远天体在宇宙中旅行速度的最好的方法。

值得注意的是,科学家这一次重点观测的不是一般的超新星,而是一种特殊的超新星——1a型超新星。这种超新星的特点是,不管离我们有多远,它们的光度看起来都是相同的。我们有这样的经验,如果把一个光源放在不同的地方,它的光度看起来是不一样的,放在近的地方则亮,放在远的地方则暗。而1a型超新星不管是近还是远,它们都宛如同样亮度的车灯,分不清哪个亮哪个暗。显然,1a型超新星更便于观测。

观测1a型超新星首先要找到它们,而找到它们可不是一件容易的事。一方面,1a型超新星如此稀少,在一个星系中大约100年才可能爆发一次。因此观察1a型超新星就像观察两个星系发生碰撞那样困难。另一方面,我们要找的是年老的恒星,而望远镜视场里的亮点大多数是星系,还有小行星、流星等其他天体。在众多天体中,寻找1a型超新星不啻大海捞针。

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