宇宙学 - 1A 型超新星


对于任何给定的红移 (z),我们有两个距离值 -

  • 角直径距离 (d A )
  • 光度距离 (d L )

宇宙中的“宇宙学”距离没有唯一的定义。距离的选择取决于应用的目的和便利性。

为了测试物体角大小随红移变化的预测趋势,天空中需要一个标准尺寸的尺度。这应该是一个对象 -

  • 非常发光,因此可以在 z > 1 时被检测到。

  • 非常大,这样我们就可以解析它的角度大小。

  • 在具有宇宙学意义的时间(z ∼ 1 对应于大约 7 Gyr 的回溯时间)内没有发生形态演化。

有些天体(如 cD 星系)满足前两个条件。但几乎所有物体的形态都会随着时间而演变。一般来说,天体物理物体(扩展源)在过去本质上往往较小,因为它们仍在形成。

光度距离

光度距离取决于宇宙学。光度距离对宇宙学的依赖性使其成为宇宙学参数的有用度量。

如果我们能找到一根本质上不演化且存在于局部宇宙到高红移宇宙的标准蜡烛,则可以估计宇宙学参数。

标准蜡烛是指不同光源的亮度没有差异的蜡烛。前提是标准蜡烛的估计光度的任何差异都必须归因于宇宙学。Ia 型超新星就是这样一种蜡烛。

1a 型超新星 (SNe)

这些是双星系统中的白矮星在其伴星(红巨星或类似的主序星)足够的质量吸积后爆炸的结果。当红巨星接近白矮星的罗希瓣距离后,质量转移开始,最终白矮星爆炸,释放出巨大的能量,不留下任何核心。这些被称为 1a 型超新星。星系中 1a 型超新星爆炸的典型速率是每世纪 1 次。

不同的团队一直在寻找 1a 型超新星 -

  • 高 z 超新星搜索小组(Brian Schmidt、Adam Reiss 等人)
  • 超新星宇宙学项目(Saul Perlmutter 等人)

另一个名为“卡内基超新星项目”的研究小组也给出了类似的结果。

不同团队结果的相似性表明了 1a 型超新星的宇宙学本质。因此,它们是高效的标准蜡烛。

需要记住的要点

  • 宇宙中的“宇宙学”距离没有唯一的定义。

  • 最常用的是角直径距离和光度距离。

  • 标准蜡烛是指不同光源的亮度没有差异的蜡烛。

  • 1a 型 SNe 满足标准蜡烛的标准。