超新星透镜星系

0.27角秒的爱因斯坦环，绝对不是智慧文明造的！

四个近90度分布的亮斑是超新星透镜像，透镜星系是一个等温椭球星系，速度弥散约为140km/s，质量约为1.4乘以10的10次方个太阳质量，半径约为0.9kpc。这大概是第一次通过引力透镜分辨出星系亚kpc尺度上的质量结构。...

出品：川陀太空

制作：清华大学叶子

川陀太空关注微信号：santi9527

川陀太空讯 本期川陀太空为你解读一颗非常特别的超新星，编号iPTF16geu，通过引力透镜，我们找到了与众不同的东西。我们先介绍一群人，他们是加州理工学院iPTF项目的幸运儿，整个暑期是对外开放的：

▲ 他们是加州理工学院iPTF项目的幸运儿

iPTF（intermediate Palomar Transient Factory）项目于2016年9月5日发现了引力透镜作用下的多重像Ia超新星iPTF16geu，对超新星iPTF16geu的光谱认证是由Palomar 60 英寸的望远镜于2016年10月2日完成的，iPTF16geu的光谱表现出明显普通Ia型超新星特征，且从光谱特征来看，透镜星系的红移约为0.216，超新星的宿主星系红移为0.409。

但是这个超新星的流量却远远亮于正常超新星的流量范围，天体物理学家猜测：这可能是一个躲在引力透镜后面的超新星。

▲ iPTF16geu的光谱表现出明显普通Ia型超新星特征，且从光谱特征来看，透镜星系的红移约为0.216，超新星的宿主星系红移为0.409 图片来源：Paramoral

由于Palomar的光学观测受到2角秒的视宁度的限制，其光学观测结果无法分辨引力透镜星系所造成的强引力透镜现象，为了验证天体物理学家关于iPTF16geu的想法，甚大阵望远镜（VLT : very large Telescope）在10月11日对该目标源进行了K波段成像的再次拍摄，清晰的揭开了这颗超新星的神秘面纱：原本无法分辨的光斑呈现出北边和南边的部分亮于中心的内部结构。

为了能更加清楚的看到该目标源的内部结构，于10月13日，Keck对iPTF16geu做了更加深度的曝光，图像质量可达到0.07角秒，我们可以很明显看到一个半径为0.27角秒的爱因斯坦环（引力透镜效应，绝不是智慧文明的杰作）和两个几乎分布对称的点源，这两个清晰的点源被认为是透镜星系背后的超新星‘透镜像’。

由于单独的光学图像无法分辨超新星的四个透镜像，所以对于超新星光变曲线的测量只是减去了从SDSS获得的星系图像，光变曲线包含了多重像的流量信息，经过透镜星系的放大后，该超新星的流量几乎被放大了56倍。

▲ 图像中的环状结构是超新星所在宿主星系的透镜像，四个近90度分布的亮斑是超新星的透镜像。透镜星系是一个等温椭球星系，速度弥散约为140km/s，质量约为1.4乘以10的10次方个太阳质量，半径约为0.9kpc

图片来源：

Paramoral

通过与SALT2模板的拟合结果来看，该目标源从光变曲线上也完全符合正常Ia超新星光变曲线的演化趋势。拟合结果同时表明iPTF16geu颜色偏红，这说明该超新星受到强烈的尘埃消光，光谱中的强烈Na I D的吸收也证实了这个现象。

图像中的环状结构是超新星所在宿主星系的透镜像，四个近90度分布的亮斑是超新星的透镜像。透镜星系是一个等温椭球星系，速度弥散约为140km/s，质量约为1.4乘以10的10次方个太阳质量，半径约为0.9kpc。这大概是第一次通过引力透镜分辨出星系亚kpc尺度上的质量结构。

Ia型超新星被认为是天梯测距中的‘标准烛光’，其光度上的一致性使其在天体测距上有着得天独厚的优势，一直是用来测定哈勃常数的重要手段。对于iOTF16geu来说，我们希望透镜像到达时间相差不过2小时，这样会使得对哈勃常数的估计精确2%。