令人眼花缭乱的哈勃超新星宿主星系集合

CC BY 4.0‘ 宽度=”800″ 高度=”357″> 图片来源:美国宇航局、欧空局; 抄送 4.0

从 2003 年到 2021 年,这组来自 NASA/ESA 哈勃太空望远镜的图像集以星系为特征,这些星系都是造父变星和超新星的宿主。 这两种天体现象都是天文学家用来确定天文距离的重要工具,并被用来改进我们对哈勃常数(宇宙膨胀率)的测量

这个特殊集合中的每张图像都展示了一个螺旋星系,其中包含造父变星和一类特殊的超新星,这两种非凡的恒星现象在表面上并没有太多共同点:造父变星是脉动的恒星,它们经常变亮并且暗淡和 Ia 型超新星是灾难性的爆炸,标志着炽热、致密的白矮星垂死挣扎。 然而,天文学家可以使用两者来测量与天文物体的距离。

确定天体的距离对天文学家来说是一个巨大的挑战。 很难区分暗淡和相对的物体 close 到地球和那些明亮而遥远的地方。 为了帮助克服这一挑战,天文学家开发了所谓的宇宙距离阶梯,这是一系列距离确定方法,由他们可以测量的相对距离组织。 这个阶梯中的两个重要步骤是造父变星和超新星:造父变星,因为它们脉动的周期可以用来计算它们的距离; 和超新星,因为每一次 Ia 型超新星爆炸都达到相同的已知光度,这意味着从地球上看它的亮度可以用来推导它的距离。 该集合中的所有星系都包含造父变星,并且在过去 40 年内至少发生过一次 Ia 型超新星爆炸。 其中一个星系 NGC 2525 甚至包含一颗超新星,该超新星被实时捕捉到 非凡的游戏中时光倒流.

甚至在它发射之前,哈勃的主要科学目标之一就是观察造父变星和超新星。 这些观测可以帮助测量宇宙的膨胀率,天文学家称之为哈勃常数。 近 30 年来,几代天文学家使用来自哈勃时间超过 1,000 小时的数据完善了这个值。 最近,一个名为 SH0ES 的天文学家团队利用哈勃在过去 40 年中观测到的所有超新星——包括图中所示星系中的超新星——来确定哈勃常数的值为 73.04 ± 1:04 kms-1 Mpc -1。

“这就是哈勃太空望远镜的目的。 你正在从望远镜的黄金标准中得到宇宙的标准度量,” 领导 SH0ES 团队的马里兰州巴尔的摩市约翰霍普金斯大学的诺贝尔奖获得者 Adam Riess 说。 “这是哈勃的代表作。”

有趣的是,根据望远镜观测数据确定的膨胀率与我们目前的标准宇宙学模型预测的值有很大不同。 哈勃数据的丰富性意味着,偶然选择的误导性观测几乎不可能发生这种情况。

哈勃观测到的造父变星和超新星宿主星系的广泛集合在六种不同的望远镜观测时间提案中被挑选出来。 虽然这些提议是哈勃长达十年的精确测量宇宙膨胀率探索的一部分,但这些观测也产生了一系列美丽的银河肖像,例如那些 NGC 5643, NGC 7329, NGC 105NGC 3254. 还有一些之前曾出现在本周哈勃图片和其他版本中,包括 NGC 691, NGC 1559NGC 2525, NGC 2608NGC 3147.