天文学家捕捉到了一幅奇异的图像：一颗超新星（一种强大的恒星爆炸）的光线被另一个星系的引力扭曲，以至于在天空中呈现出多个图像。这种现象被称为"引力透镜"（gravitational lensing），当密集天体的引力扭曲并增强其背后天体的光线时，就会发http://www.196nk.cn生这种现象。

天文学家捕捉到了一颗超新星 "兹威基超新星"，由于引力透镜的作用，这颗超新星出现了多幅图像。这次观测是迄今为止最大规模超新星调查的一部分，有助于了解包括暗能量在内的宇宙现象，也是正在进行的银河系外爆炸编目和研究工作的一部分。(引力透镜超新星的艺术家概念图）。

这颗超新星被称为"兹威基超新星"（SN Zwicky），最初是由加州理工学院领导的兹威基瞬变设施（ZTF）观测到的，该设施位于圣迭戈附近的帕洛玛天文台。这次观测是目前正在进行的最大规模超新星巡天观测的一部分。

这里看到的是 SN 兹威基的四幅重复图像，是 W.M. 凯克天文台以尽可能高的分辨率观测到的。周围环境是以较低分辨率观测到的。图片来源：Joel Johansson

"有了 ZTF，我们就拥有了近乎实时地捕捉超新星并对其进行分类的独特能力。"今天发表在《自然-天文学》（Nature Astronomy）上的这项研究的第一作者、瑞典斯德哥尔摩大学奥斯卡-克莱因中心主任阿里尔-古巴尔（Ariel Goobar）说：196世界之最"我们注意到茨维基超新星比它与我们的距离本应更亮，并很快意识到我们看到了一种非常罕见的现象，叫做强引力透镜。这种透镜物体可以帮助我们独特地探测星系内核物质的数PSShyzRD量和分布。"

正如爱因斯坦在一个多世纪前所预言的那样，来自一个宇宙天体的光线在到达我们的途中遇到一个致密天体，就会发生引力透镜效应。致密天体就像一个透镜，可以弯曲和聚焦光线。根据透镜的密度和透镜与我们之间的距离，这种扭曲效应的强度会有所不同。在强透镜作用下，来自宇宙天体的光线会发生严重扭曲，以至于被放大并分裂成同一图像的多个副本。

这部来自奥斯卡-克莱因中心（Oskar Klein Centre）的解说影片用水彩插图解释了"兹威基"SN 的发现。

自爱因斯坦提出引力弯曲理论几年后的 1919 年起，天文学家就开始观测光的引力弯曲，但超新星的瞬时性使得 SN Zwicky（又称 SN 2022qmx）这样的事件很难被发现。事实上，虽然科学家们以前曾多次发现过被称为类星体的遥远天体的透镜重复图像，但只发现过少数几个超新星的透镜重复图像。其中两个案例是在帕洛玛发现的： SN Zwicky和ciPTF16geu，它们是由帕洛玛瞬变工厂（iPTF）发现的，iPTF是ZTF的前身。

古巴尔说："SN兹威基是用光学望远镜发现的最小的分辨引力透镜系统。iPTF16geu是一个更宽的系统，但放大倍数更大。"

这个动画解释了强引力透镜现象。

ZTPSShyzRDF发现SN Zwicky之后，Goobar和他的国际团队动用了一整套天文设备对其进行跟踪研究。夏威夷毛纳凯亚（Maunakea）W. M. 凯克天文台（W. M. KePSShyzRDck Observatory）的近红外照相机2（NIRC2）解析了SN Zwicky，揭示了超新星的透镜作用足够强，以至于产生了同一天体的多幅图像。

加州理工学院光学天文台的天文学家克里斯托弗-弗里姆林（Christoffer Fremling）说："那天晚上我正在观测，当我看到SN茨维基的透镜图像时，我绝对惊呆了。我们通过'明亮瞬变巡天'捕捉并分类了成千上万的瞬变体，这使我们有独特的能力发现像SN兹威基这样非常罕见的现象。"

超新星、暗能量和宇宙之谜

SN 兹威基被归类为 Ia 型超新星。这些即将陨落的恒星在结束生命时，会发出亮度始终如一的光。这种独特的特性在 1998 年揭示宇宙加速膨胀的过程中发挥了重要作用，而宇宙加速膨胀的原因是一种尚不为人知的现象--暗能量。

ZTF 安装在帕洛玛天文台的 48 英寸塞缪尔-奥斯钦望远镜上。资料来源：帕洛玛天文台/加州理工学院

"强透镜 Ia 型超新星可以让我们看到更远的时间，因为它们被放大了。观测更多的Ia型超新星将给我们提供一个前所未有的机会来探索暗能量的本质，"斯德哥尔摩大学博士后、该研究的共同作者乔尔-约翰森（Joel Johansson）说。

"建立宇宙膨胀历史模型所需的缺失成分是什么？构成星系绝大部分质量的暗物质是什么？"古巴尔说："随着我们利用ZTF和即将建成的维拉-鲁宾天文台发现更多的'茨维基SN'，我们将拥有另一种工具来揭开宇宙的神秘面纱并找到答案。"

迄今为止，ZTF 明亮瞬变巡天已经发现了 7811 个确认的超新星。巡天的主要目标是对仪器能够可靠探测到的所有河外星系爆炸进行编目和分类。由于 ZTF 能够快速扫描广阔的天空，因此它是目前同类巡天中规模最大、最完整的巡天。全世界的天文学家都在利用"明亮瞬变巡天"来了解宇宙爆炸的种类、常见程度以及它们的亮度。