測量宇宙距離在天文物理學中至關重要，哈伯太空望遠鏡透過觀測Ia 型超新星發揮了關鍵作用。這些超新星以其一致的亮度而聞名，在考慮了星系間塵埃之後，有助於校準距離，正如在NGC 3810 星系中所看到的那樣。

哈伯太空望遠鏡透過觀測Ia 型超新星（如NGC 3810 中的超新星）來幫助測量宇宙距離，利用它們一致的亮度來測量根據星系間塵埃效應調整後的距離。資料來源：歐空局/哈伯和美國國家航空暨太空總署，D. Sand, RJ Foley

天文物理學的一項重要任務是測量星系、類星體和星系團等真正遙遠天文的距離。在研究早期宇宙時尤其如此，但這是一項艱鉅的任務。只有太陽、行星和一些鄰近恆星等少數鄰近天體，我們才能直接測量它們的距離。除此之外，我們還需要使用各種間接方法；其中最重要的一種方法就是研究Ia 型超新星，而這正是NASA/ESA 哈伯太空望遠鏡的作用所在。

NGC 3810，也就是這張照片中的星系，是2022 年一顆Ia 型超新星的宿主。 2023 年初，哈伯聚焦於這個星系和其他一些星系，仔細研究最近的Ia 型超新星。這種超新星是由白矮星爆炸產生的，它們的亮度都非常一致。這使得它們可以被用來測量距離：我們知道Ia型超新星應該有多亮，所以我們可以根據它的暗淡程度來判斷它的距離有多遠。

這種方法的一個不確定因素是，地球和超新星之間的星際塵埃會阻擋部分光線。你怎麼知道光的減少有多少是由距離造成的，有多少是塵埃造成的？

在哈伯的幫助下，我們找到了一個巧妙的解決方法：用紫外光和紅外光拍攝同一Ia 型超新星的圖像，紫外光幾乎完全被塵埃遮擋，而紅外光則幾乎不受影響地穿過塵埃。透過仔細觀察每個波長有多少光穿過，就可以校準超新星亮度和距離之間的關係，從而考慮到塵埃的影響。

這幅圖像描繪的是螺旋星系NGC 3810。2023 年，該星係被列入哈伯計劃，以提高利用Ia 型超新星進行距離測量的精確度。之所以能做到這一點，是因為NGC 3810 中的一顆白矮星剛剛變成超新星，哈伯在超新星從視野中消失之前捕捉到了這幅圖像。超新星以發現年份命名，後面跟著字母遞增標籤–a、b，以此類推。如今，透過自動巡天，每年都會發現成千上萬顆超新星，因此這顆超新星被命名為SN 2022zut，即2022年發現的第18000142顆超新星！圖片來源：歐空局/哈伯和美國國家航空暨太空總署，D. Sand, RJ Foley

哈伯可以用同一台儀器對這兩種波長的光進行詳細觀測。這使它成為了這項實驗的完美工具，事實上，用來製作NGC 3810 這幅美麗圖像的部分數據就集中在它的2022 年超新星上。你可以看到它在銀河核下方的一個光點，或者在上面的註釋圖像中看到它。

測量宇宙距離的方法有很多；因為Ia 型超新星非常明亮，所以當發現它們時，它們是最有用、最精確的工具之一。此外，還必須使用許多其他方法，要么作為對其他距離測量的獨立檢驗，要么測量更近或更遠的距離。其中一種方法也適用於星系，那就是將星系的旋轉速度與亮度進行比較；根據這種方法，我們發現NGC 3810 距離地球5000 萬光年。

編譯自/ ScitechDaily