天文学家认为IA型超号可以解释为什么宇宙扩展得比预期的速度快

这两种Astrophysics模拟的这种复合显示了在不同的微透镜放大倍数（彩色田地）上扩展的IA型超新星（紫色圆盘）。由于镜片星系中的辛辛星星可以显着改变镜头事件的亮度，超新星的地区可以体验到不同数量的增白和调光，这位科学家认为是宇宙学家测量时间延迟的问题。在NERSC下使用详细的计算机模拟，天体物理学家表明这对时滞宇宙学具有很小的影响。(

1929年，Edwin Hubble很惊讶许多人 - 包括Albert Einstein - 当他表明宇宙正在扩大时。当两队的天文学家证明宇宙扩张实际上由于叫做黑能量的神秘性的神秘财产而言，另一个重磅炸弹是在1998年陷入困境。这次发现提供了现在是宇宙的重新定位模型的第一种证据：“Lambda-cdm”，其中表示宇宙约为70％的黑能量，25％的暗物质和5％的“正常”物质（我们曾经观察过的一切）。

直到2016年，Lambda-CDM与数十年的宇宙数据相同。然后，研究团队使用了哈勃太空望远镜，对本地宇宙膨胀率的极其精确测量。结果是另一个令人惊讶的是：研究人员发现宇宙比Lambda-CDM和宇宙微波背景（CMB）更快地扩展，从大爆炸，预测的杂散辐射。所以它似乎有些不适当的 - 这种差异可以是系统的错误，或可能是新物理学？

英国劳伦斯·伯克利国家实验室（伯克利实验室）和浅谈朴茨茅斯大学的宇宙学和引力研究所认为，强烈的镜头IA Supernovae是回答这个问题的关键。在新的天体物理学期刊论文中，他们描述了如何控制“微溶剂”，这是许多科学家认为这是面临这些新的宇宙探针的不确定性的主要来源。他们还展示了如何实时识别和研究这些罕见的事件。

“既然CMB结果出现并确认加速宇宙和暗物质的存在，宇宙学家一直在努力做出更好，更好地测量宇宙学参数，伯克利实验室的天体物理学家彼得·纳古特说：计算宇宙学中心（C3）和本文共同作者。“误差栏现在如此之小，我们应该能够说”这一致“，所以2016年提出的结果引入了宇宙学的大紧张。我们的论文提出了一条路径，用于确定当前的分歧是真实的还是是错误的。“

更好的距离标记在宇宙历史上揭示了更明亮的灯光

越远的物体在太空中，它的光线需要越长。所以我们越远，我们看到的进一步回到我们看到。几十年来，IA型超新星一直是出色的距离标记，因为它们在亮度坐在宇宙中无论何种亮度都非常明亮和相似。通过查看这些物体，科学家发现了黑暗能源推动宇宙扩张。

但去年，一支国际研究人员的国际队伍发现了一个更可靠的距离标记 - 第一个强烈的镜头型IA超新星。当大量物体的引力场 - 像星系 - 弯曲和重生通过它后面的IA型事件的弯曲和重生时，发生这些事件。如果光线在大量物体周围行进不同的路径，则这种“重力透镜”导致超新星的光显得更亮，有时在多个位置。

由于大量对象周围的不同路线比其他物体长，所以来自相同类型的不同图像的光线将到达不同的时间。通过跟踪强镜头图像之间的延时，天体物理学家认为他们可以获得非常精确的宇宙扩张率的测量。

“强烈的镜头超新星比传统的超新星要罕见 - 它们是50,000人中的一个。虽然在1960年代首次提出了这种测量，但它从未被发现过两个强烈镜头的超新星迄今为止，这两者都不是时间延迟测量，“UC Berkeley研究生和领导作者Danny Goldstein说在新的天体物理学杂志上。

在全国能源研究科学计算中心（NERSC）在国家能源研究科学计算中心（NERSC）在伯克利实验室，Goldstein和Nugent的能源设施部门进行了多次计算密集型模拟，他们将能够找到在即将到来的大型舞台调查望远镜（LSST）收集的数据中，这些强镜头IA型超新星中的1,000型 - 比以前的预期大约20倍。这些结果是他们在天体物理学杂志中的新纸的基础。

“含有三个镜头的Quasars - 宇宙信标在星系中心的大规模黑洞中发出 - 合作者，我的膨胀率为3.8％的精度。我们的价值高于CMB测量，但我们需要更多的系统来确保某些东西对宇宙学的标准模型确认，“朴茨茅斯大学的天体物理学家和新的新手天体神话杂志论文。“通过标准条款延迟测量可能需要数年时间，但这项工作显示我们可以在几个月内为超新星进行。一千次镜头超新星会让我们真正盯着宇宙学。“

除了识别这些事件外，NERSC模拟还帮助他们证明强烈的镜头IA型超新星可以是非常准确的宇宙探针。

“当宇宙学家试图衡量时间延迟时，他们经常遇到的问题是镜头星系中的辛勤恒星可以扭曲事件的不同图像的光曲线，使其更加难以匹配，”Goldstein说。“这种效果称为”微溶剂“，使得衡量精确的时间延迟，这对宇宙学至关重要。”

但在运行模拟后，Goldstein和Nugent发现微溶剂在早期的阶段没有改变强镜头IA超新星的颜色。因此，研究人员可以通过使用颜色而不是光曲线来减去微透镜的不需要的效果。一旦减去了这些不良影响，科学家就可以容易地匹配光线曲线并进行准确的宇宙学测量。

他们通过使用SEDONA规范建模超新星来实现这一结论，该代码通过通过先进的计算（SCIDAC）机构从两个DOE科学发现的资金开发，以计算光学曲线，光谱和非球面超新星模型的极化。

“在2000年代初期，DOE资助了两个SCIDAC项目来研究超新星爆炸，我们基本上占据了那些模型的产出并通过了他们通过镜头系统传递给他们，以证明这种效果是消色的，”Nugent说。

“模拟给我们一个令人眼花缭乱的超新星内部工作的图片，具有一定程度的细节，我们永远无法了解另有所述，”伯克利实验室核科学司的天体物理学家Daniel Kasen说，并在论文中的一个共同作者。“高性能计算的进步终于让我们了解星星的爆炸性死亡，这项研究表明，这种模型需要采用新的方法来测量暗能。”

把超级狩猎追求到极端

当LSST开始于2023年开始完全调查操作时，它将能够在智利北部北部的CerroPachón山脊上仅扫描整个天空。超过其10年的使命，LSST预计将提供200多个卑鄙的数据。作为LSST黑暗能源科学协作的一部分，纽伦特和Goldstein希望他们可以通过基于NERSC的小说超新星检测管道运行一些这些数据。

十多年来，纽伦特在NERSC上运行的实时瞬态检测管道一直在使用机器学习算法来防止由Palomar瞬态因子（PTF）收集的观察，然后是中间巴马瞬态工厂（IPTF） - 每晚搜索“瞬态“通过将新观察与从前一夜收集的所有数据进行比较来改变亮度或位置的对象。在发现有趣的事件后几分钟之内，NERSC的机器然后触发全球望远镜以收集后续观察。事实上，这是该管道，揭示了今年早些时候第一次强烈镜头的IA超​​新星。

“我们希望为LSST做些什么类似于我们为Palomar所做的事情，但时代100，”Nugent说。从LSST每晚都会有大量信息。我们希望采取该数据并询问我们对天空的这一部分了解的是什么，之前发生了什么，这是我们对宇宙学感兴趣的东西？“

他补充说，一旦研究人员确定了强烈镜头超新星事件的第一光，计算建模也可以用来精确地预测，当将出现下一个光时。天文学家可以使用这些信息来触发基于空间和空间的望远镜跟进并捕捉这种光线，基本上允许它们在熄灭后观察超新星秒。

“我来到伯克利实验室21年前才能在超新星辐射转移建模上工作，现在我们第一次使用这些理论模型来证明我们可以更好地做宇宙学，”纳尤特说。“看到Doe在几十年前开始的计算宇宙学中获得投资的好处是令人兴奋的。”

出版物：丹尼尔A.Goldstein等，“精确的时间延迟来自强烈的透镜型IA超新星，具有色光微透镜图像”APJ，2018; DOI：10.3847 / 1538-4357 / AAA975