标准烛光不标准，la型超新星爆发有不同形式，暗能量模型需要修正

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天文学家有一个暗能量问题。一方面，我们已经知道宇宙不仅在膨胀，而且还在加速膨胀。似乎有一种推动宇宙膨胀的暗能量。另一方面，当我们以不同的方式衡量宇宙膨胀时，我们得到的数值并不完全一致。一些方法取得较高的暗能量值，而其他方法则取得较低的值。如果我们要解决这个谜团，那么将需要付出一些努力。
显而易见的答案是，某些宇宙膨胀测量必定是错误的。这种想法的困难在于这些测量值非常可靠，并且已经过多次测试。它们也相对相似。多年来，测量结果的不确定性足够大，以至于它们的结果会重叠。直到最近几年，因为它们变得更加精确，我们才看到了问题所在。尽管有些人认为应消除暗能量，但更有可能的是，我们只需要对模型进行一些较小的修正即可。


星系NGC 4526中超新星1994D的图像。图片：NASA/ESA和High-Z超新星搜索小组
可能的更正是加深我们对所谓标准烛光（standard candle）的理解。测量宇宙膨胀的一种方法是使用已知亮度的物体测量星系距离。对于较大的星系距离，这通常是由Ia型超新星完成的。当白矮星紧紧围绕另一颗恒星运行时，会发生这些现象。随着时间的流逝，白矮星会从同伴那里捕获物质，直到达到临界质量并爆炸成超新星。由于临界质量始终相同，因此这些超新星总是以相同的亮度爆炸。
但是一项新的天体化学研究表明，这并不总是正确的。不同类型的超新星可通过其光中的光谱线来识别。I型超新星在光谱中没有氢的迹象，而II型超新星则有氢。后者发生在大恒星的核心在寿命尽头坍塌时。Ia型是I型超新星，它也具有离子化硅的光谱线。当大部分为碳的白矮星爆炸时会产生硅。
在这项新研究中，研究小组正在研究宇宙锰及其随时间的形成方式。两种类型的超新星以及其他元素（例如铁）均产生锰。但是每种类型都会产生不同的锰铁比。当团队在宇宙时间内测量该比率时，他们发现它保持相当恒定。这是令人惊讶的，因为I型和II型超新星的已知比率表明锰的比例应随时间增加。


Ia型超新星的化学分析揭示了它们的复杂性。图片：R. Hurt/Caltech-JPL，合成：MPIA图形部门
解决这一差异的一种方法是，确定Ia型超新星是否比我们想象的更易变。通常的模型表明Ia型的白矮星在其临界质量极限或接近临界质量极限时爆炸，但其他模型表明它们可能会经历阶段性爆炸。当初始不稳定在恒星中产生冲击波并在达到临界质量之前触发爆炸时，可能会导致这些情况。或者两个白矮星的碰撞可能会产生多级爆炸，看起来类似于标准的Ia型超新星。
为了使宇宙锰铁比率随时间保持恒定，将需要约四分之三Ia型超新星归类为其他类型。如果是真的，那么我们的标准烛光就不是那么标准，并且使用这种方法测量暗能量可能是错误的。
尽管超新星的测量方差是一种可能性，但这项研究并未证明暗能量的超新星测量是错误的。我们将需要进行更多研究，以了解建议的变化形式是否正确。