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哈勃望远镜完成第20万次轨道,追寻透镜超新星测量宇宙膨胀

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    phys.org
哈勃望远镜拍摄的星系团MACS J0417图像,用于监测超新星Athena的再次出现
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引言

2026年9月19日,美国宇航局的哈勃太空望远镜完成了其第20万次绕地球轨道飞行。自1990年发射以来,哈勃已在太空中运行超过36年,累计飞行超过50亿英里(约80亿公里),执行了超过170万次观测任务。这一里程碑不仅是对哈勃长期稳定运行的肯定,更凸显了它在现代天文学中不可替代的地位。

观测目标:星系团MACS J0417与超新星Athena

在完成第20万次轨道的当天,哈勃将镜头对准了位于左侧中央的巨大星系团MACS J0417。这个星系团质量极大,其引力场会弯曲和放大来自更遥远天体的光线,形成所谓的引力透镜效应。哈勃此次观测的核心目标是监测一颗名为Athena的超新星是否会再次出现。

引力透镜效应

引力透镜是爱因斯坦广义相对论的重要预言之一。当背景天体(如超新星)发出的光经过大质量前景天体(如星系团)时,光线会因引力而发生偏折,有时会沿多条不同路径到达地球。这意味着同一颗超新星爆发可能被观测到多次,每次出现的时间间隔取决于光线所走路径的长度差异。对于超新星Athena,天文学家预测其下一次出现将在2026年9月至2027年3月之间。哈勃通过反复观测同一区域,能够捕捉到这一罕见现象。

测量宇宙膨胀率

超新星Athena最初由詹姆斯·韦伯太空望远镜于2025年发现。通过精确测量其多重像出现的时间延迟,研究人员可以反推出前景星系团MACS J0417的质量分布,进而校准宇宙膨胀速率(即哈勃常数)。哈勃常数是宇宙学中最关键的参数之一,但不同测量方法给出的数值存在争议(即哈勃张力问题)。利用引力透镜超新星的时间延迟,提供了一种独立且高精度的测量途径,有望帮助解决这一谜题。

哈勃的持续贡献

尽管已服役超过36年,哈勃的科研产出依然保持高水平。它独特的紫外和可见光观测能力,与韦伯望远镜的红外优势以及即将发射的罗马太空望远镜的广域巡天能力形成完美互补。天文学家对哈勃观测时间的需求极为旺盛,每年申请的总时间大约是可用时间的7倍,这充分说明了哈勃在天体物理各领域中的核心作用。

哈勃的观测覆盖了从太阳系天体到遥远星系的几乎所有天文领域,并且是全天候运行。公众可以通过NASA官网实时追踪哈勃正在进行的观测。

未来展望

超新星Athena的再次出现将为宇宙膨胀测量提供宝贵数据。与此同时,哈勃将继续与韦伯、罗马等新一代望远镜协同工作,在时域天文学、引力透镜研究、早期宇宙探索等方面发挥不可替代的作用。第20万次轨道只是一个数字,但背后是无数科学发现和人类对宇宙认知的持续拓展。

哈勃的故事远未结束。随着它继续在轨道上运行,每一次新的观测都可能带来意想不到的惊喜,推动我们对宇宙的理解迈向更深层次。

原标题:NASA's Hubble seeks lensed supernova, marks 200,000 orbits。 来源:phys.org。

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