03.08 曙光?暗能量或能用構成爆炸恆星的化學物質來解釋

我們知道,自從暗能量被人們創造以來,它的諸多神秘以及疑點成為了科學家關注的焦點。一方面,我們多年前就知道宇宙不僅在膨脹,而且還在加速膨脹,而正是這種暗能量驅動著宇宙的膨脹。另一方面,當我們用不同的方法測量宇宙膨脹時,我們得到的值並不完全一致。一些方法圍繞著一個較高的暗能量值,而另一些方法圍繞著一個較低的暗能量值。另一方面,如果我們想要解開這個謎團,就必須有所付出。

曙光?暗能量或能用構成爆炸恆星的化學物質來解釋

顯而易見的答案是,一些宇宙膨脹的測量一定是錯誤的。這個想法的困難之處在於這些測量是非常可靠的,並且已經經過多次測試,最後得出的結論發現它們也相對相似。多年來,這些不確定性大到足以相互重疊。直到最近幾年,隨著他們的研究越來越精確,我們才發現了這個問題。雖然有些人認為應該消除暗能量的誤差,但更有可能的是,我們只是需要對我們的模型做一些小小的修正。

一種可能的糾正方法是改進我們對所謂的標準燭光的理解。標準燭光是天文學中已經知道光度的天體,而在宇宙學和星系天文學中獲得距離的幾種重要方法都是以標準燭光做基礎的。測量宇宙膨脹的一種方法是使用已知亮度的物體來測量星系距離。對於大的星系距離,一般通常是由Ia型超新星完成的。當白矮星圍繞另一顆恆星運行時,就會發生這種情況。隨著時間的推移,白矮星可以從它的伴星上捕獲物質,直到它達到臨界質量並爆炸成為超新星。由於臨界質量總是相同的,這些超新星總是以相同的亮度爆炸。

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但一項新的天體化學研究表明,這並不總是正確的。不同類型的超新星是由光線中的光譜線來識別的。第一類超新星的光譜中沒有氫的跡象,而第二類超新星則有。後者一般在一顆大恆星的核心在其生命結束時崩塌時發生。Ia型超新星是I型超新星,也有一條離子化硅的光譜線,硅是在大部分碳的白矮星爆炸時產生的。

在這項新的研究中,研究小組正在研究宇宙錳,以及它是如何隨著時間的推移而形成的。錳可以在兩種超新星中產生,也可以在鐵等其他元素中產生。但是每種類型產生的錳與鐵的比例不同。當研究小組測量這一比例隨宇宙時間的變化時,他們發現它保持不變。這是令人驚訝的,因為已知的I型和II型超新星的比例表明,錳的比例應該隨著時間的推移而增加。

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解決這種差異的一種方法是,如果Ia型超新星比我們想象的更加多變。通常的模型認為Ia型白矮星的爆炸達到或接近其臨界質量極限,但其他模型認為它們可能經歷分階段的爆炸。當初始的不穩定性在恆星中產生衝擊波,在達到臨界質量之前引發爆炸時,就會產生這種現象。或者兩顆白矮星的碰撞會產生多級爆炸,看起來就像標準的Ia型超新星。

要使宇宙中錳/鐵的比例隨時間保持恆定,大約四分之三的Ia型超新星必須是這些其他類型的超新星。如果這是真的,那麼我們的標準蠟燭就不是那麼標準了,使用這種方法測量暗能量可能是錯誤的。雖然超新星的變化是一種可能性,但這項研究並沒有證明超新星對暗能量的測量是錯誤的。我們需要更多的研究來確定這個變化是否正確。



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