一顆超新星的三個不同歷史時期
同一顆星，魂穿三日，影像同現夜空
有一件奇怪的事情發生了。哈勃網站（Hubblesite）在2022年11月9日稱，哈勃空間望遠鏡捕捉到一顆超新星（或者說正在爆炸的行星）爆炸時的影像同時出現在三個不同的位置上。這是怎麼回事呢？
這顆超新星距離地球十分遙遠，它發出的光要走110億年才能到達地球。地球上的我們之所以能看到它，是因為中間隔了一個巨大的星團。
這個星團的引力很強大，像是宇宙中的一枚引力透鏡。它在宇宙中製造了一個翹曲，這讓超新星傳遞出的光線拐了個彎，還放大了。所以，這些光線從三條長短不一的路徑傳遞到地球上。在宇宙中，距離=時間。所以，我們會看到一些光線十分古早，而另一些卻年輕得多。
天文學家說，我們能夠看到這顆古老的行星在不同演化時期的狀態。
引力透鏡是怎麼形成的？
這個充當透鏡的巨大星系團叫做Abell 370.根據愛因斯坦的廣義相對論，質量會使空間扭曲。這個巨大的星團在它自己周圍創造出了一塊巨大的扭曲空間。質量越大，空間的曲度就越大。哈勃網站（Hubblesite）解釋說：
（這顆超新星）後來的影像經過扭曲了的「峽谷」時繞了遠路，所以會延遲出現。
11月10日，這個團隊撰寫了關於該超新星還有其奇怪路徑的論文，並且發表在了《自然》雜誌上（這家雜誌的文章都需要經過同行評審）。
這是哈勃拍下的一個巨大星系團，周圍環繞着同一顆超新星在三個不同的歷史時期留下的三個黯淡的影像。這顆超新星發出的光在太空中向三個方向發散，所以從地球上看，這顆超新星在演化的三個不同階段同時現身。影像來自於NASA/ ESA/ STScI/陳文磊（明尼蘇達大學）/帕特里克·凱利（Patrick Kelly，明尼蘇達大學）/哈勃邊疆場
這就像一張照片上有三張這顆超新星的「快照」，分別拍攝於不同的時間。
一顆超新星的光線經過透鏡後產生的不同路徑。這是引力透鏡造成的，即由於一個像星系團這樣大的天體在宇宙空間中創造出曲率，光線靠近便會產生彎曲，與透鏡工作的原理很像。圖片來源於NASA/ ESA/ 阿廖莎·帕根（Alyssa Pagan，空間望遠鏡研究所）
觀察超新星演化
參與研究的天文學家稱，這是人類第一近距離觀察如此古老的超新星。明尼蘇達大學物理與天文學的天文學家陳文磊是此次研究的首席作者，他認為：
能觀察到處於演化最早階段的超新星幾率很小。因為這個階段很短暫，僅僅持續數日甚至數小時，即使近距離觀察也非常容易錯過。而在同一次曝光中，我們卻能看到一系列超新星的影像，就像是它的不同面孔。
三張照片，三個顏色
哈勃曝光照片還捕捉到了超新星的褪色過程，這表明了溫度變化。顏色越藍，超新星就越熱。而照片中，處於更早階段的超新星影像更藍。隨着超新星冷卻，它的光線會變紅。明尼蘇達大學物理與天文學院的天文學家帕特里克·凱莉認為：
「我們能夠在三個不同的影像中看到三種不同的顏色，能看到大質量恆星、核區坍縮、產生激波、升溫，還能看到超新星一周後冷卻下來的樣子。這簡直是我人生中見過最震撼的東西了！」
此外，他們還描述了測量生成這顆超新星的瀕死恆星體積的方法。通過對超新星的亮度和冷卻速率（兩個數據都取決於其前身恆星的體積）進行測量，可以得出前身恆星的體積，這種測量方法前所未有。
哈勃觀測顯示，這顆紅色巨星比太陽大出500多倍。
如何發現超新星？
陳文磊和凱莉以及一支國際化的天文學家團隊是通過篩查哈勃數據檔案發現的這顆超新星。他們當時正在找所謂的「暫現事件」。為此，陳文磊撰寫了機器學習算法。他們翻閱了大量數據，但這是他們唯一發現的多影像超新星。
陳文磊和凱莉補充道，他們都預留出了時間，計劃用韋布空間望遠鏡來找尋更加遙遠的超新星。此外，他們希望能找到更多遙遠的超新星，以此幫助天文學家找出幾十億年前的恆星與如今的恆星有多少不同。
左邊一欄展示的是阿貝爾370星系團（Abell 370），也就是超新星多個影像出現的地方。圖A中展示了自2011到2016年哈勃望遠鏡下觀測的照片，這展示出超新星褪色後宿主星系的不同位置。圖B展示的是2010年12月哈勃拍攝的照片，展示出宿主星系的三張影像以及超新星不同演化階段的照片。圖C是從圖A中減掉圖B元素後呈現的圖像，這副圖展現了演變中的超新星的三個不同面孔。圖D也運用了相似的圖像篩減處理辦法，由不同的數據層實現。圖D可以展現冷卻中的超新星在演進的三個不同層面有三種不同的顏色。圖片來源NASA/ ESA/ STScl/ 陳文磊（UMN）/ Patrick Kelly (UMN)/ 哈勃邊疆場
結束語：天文學家通過哈勃空間望遠鏡觀察到了同一顆超新星在三個不同宇宙時期的影像。關鍵在於來自中間巨頭星系團的強大引力。
