2 月14 日發布的Ia 型超新星的突破性數據集可能會改變宇宙學家測量宇宙膨脹歷史的方式。來自蘭卡斯特大學的Mathew Smith 博士和Georgios Dimitriadis 博士是茲威基瞬變設施（ZTF）的成員，ZTF 是一項寬視野天文觀測，使用加州帕洛瑪天文台塞繆爾-奧斯欽望遠鏡上的先進照相機。

Ia型超新星是一種強大的爆炸，標誌著一顆白矮星生命的終結。 由於它們的亮度始終如一，科學家們把它們當作宇宙里程碑–透過測量它們的光來確定整個宇宙的距離。

2月14日，ZTF宇宙學科學工作小組在《天文學與天體物理學》（Astronomy & Astrophysics）特刊上發表了關於3628個Ia型超新星的21項研究。

蘭卡斯特天體物理學家馬修-史密斯（Mathew Smith）博士是ZTF SN Ia DR2發布的共同負責人，他說：”這次發佈為超新星宇宙學提供了一個改變遊戲規則的數據集。它為宇宙膨脹和超新星基本物理學的新發現打開了大門”。

加州帕洛瑪天文台開放式塞繆爾-奧斯欽望遠鏡穹頂的夜間長曝光。 資料來源：帕洛瑪天文台/加州理工學院

這是天文物理學家首次獲得如此大規模的同質性資料集。 Ia型超新星非常罕見，在一個典型星系中大約每千年出現一次，但ZTF的深度和巡天策略使研究人員每晚能探測到近四顆。 僅花了兩年半的時間，ZTF 就將過去30 年中獲得的Ia 型超新星數量增加了一倍，達到近三千個。

ZTF 宇宙學科學工作組組長、里昂無窮大研究所（CNRS / Claude Bernard 大學）的Mickael Rigault 博士說：”在過去的五年裡，來自世界各地的三十位專家收集、彙編、組合和分析了這些數據。 現在，我們向全社會公佈這些數據。

安裝在帕洛瑪天文台48 英寸施密特望遠鏡上的ZTF 相機每天用三個光學波段掃描整個北部天空，掃描深度達到20.5 等，比肉眼可見的最暗恆星還要暗一百萬倍。 這種靈敏度使ZTF 能夠探測到地球15 億光年範圍內的幾乎所有超新星。

都柏林聖三一學院的凱特-馬奎爾（Kate Maguire）教授是這項研究的合著者之一：”得益於ZTF快速而深入地掃描天空的獨特能力，我們捕捉到了多個超新星在爆炸後幾天甚至幾小時內的景象，為它們如何結束自己的生命提供了新的約束條件”。

在1990 年代末，人們利用大約100 個這樣的超新星發現了宇宙膨脹的加速現象，該現象於2011 年獲得諾貝爾獎。 從那時起，宇宙學家就一直在研究這種由暗能量引起的加速膨脹的原因，而暗能量在整個宇宙中扮演著反引力的角色。

共同作者、斯德哥爾摩奧斯卡-克萊因中心（ZTF 的創始機構之一）主任阿里爾-古巴爾教授（Ariel Goobar）說，他也是1998 年發現宇宙加速膨脹的研究小組成員：”最終，我們的目標是解決我們這個時代在基礎物理學和宇宙學方面最大的問題之一，即宇宙的大部分是由什麼構成的新星？

這些研究的關鍵成果之一是，Ia 型超新星的內在變化是其宿主環境的函數，比以前預期的更大，因此必須重新審視迄今為止假定的校正機制。 這可能會改變我們測量宇宙膨脹歷史的方式，並可能對目前在宇宙學標準模型中觀測到的偏差產生重要影響。

里戈特博士說：”有了這個大型同質資料集，我們就能以前所未有的精度和準確性水平探索Ia型超新星。這是磨練Ia 型超新星在宇宙學中的應用，以及評估當前宇宙學中的偏差是否是由於新的基礎物理學或我們推導距離的方法中的未知問題所導致的關鍵一步”。

編譯自/ ScitechDaily