超新星是恒星演化過程中最壯觀的現象之一，它們在短時間內釋放出巨大的能量，使得它們的亮度可以超過整個星系。超新星可以分為兩類：Ia型和核塌縮型。Ia型超新星是由白矮星吸積物質導致核反應失控而爆炸，而核塌縮型超新星是由恒星核心耗盡燃料而坍縮引發外層爆發而形成。超新星不僅可以為我們提供恒星演化和宇宙化學的信息，還可以作為標準燭光來測量宇宙距離和加速膨脹。

然而，超新星觀測并不總是簡單直接的。有時候，超新星會被位于其前方的一個大質量天體所引力透鏡化，從而產生多個圖像或者一個環狀圖像。這種現象稱為強引力透鏡效應，它可以使得超新星的亮度被放大數倍甚至數十倍，從而使得我們能夠觀測到更遙遠或更暗弱的超新星。同時，強引力透鏡效應也可以提供有關宇宙結構和引力場的重要信息。

超新星Refsdal是一顆在2014年被發現的爆發中的恒星，它位于距離我們約90億光年的星系MACS J1149.6 2223內。由于這個星系所在的星系團的引力透鏡效應，超新星Refsdal被分成了四個圖像，形成了一個稱為“愛因斯坦十字”的結構。這是天文學家首次觀測到一個超新星被引力透鏡分裂成多個圖像的現象。

在2015年，天文學家預測超新星Refsdal還會出現第五個圖像，因為它的光線會經過另一條路徑到達我們。這個預測在同年底被證實，第五個圖像出現在了“愛因斯坦十字”的附近。這給了天文學家一個難得的機會，通過比較不同圖像之間的光變曲線，來測量它們之間的時延和放大倍數。

時延是指不同圖像之間的光線到達我們所花費的時間差，它反映了光線經過的路徑長度和空間曲率的差異。放大倍數是指不同圖像之間的亮度比，它反映了光線經過的引力場對光束截面積的影響。時延和放大倍數都可以用來約束引力透鏡模型，從而推斷出星系團和星系的質量分布和結構。

為了測量時延和放大倍數，天文學家利用哈勃太空望遠鏡在2014年至2016年間對超新星Refsdal的多波段觀測數據，對這五個分量的時延和放大率進行了精確的測量。他們使用了不同的方法和假設來分析數據，并得到了一致的結果。

他們的分析表明，前四個圖像之間的時延都很小，可以忽略不計。然而，第五個圖像與其他圖像之間的時延則很大，達到了200至300天之間。同樣，第五個圖像的放大率比其他圖像都要大得多，達到了約40倍，而其他圖像的放大率都在4至7倍之間。這表明，第五個圖像受到了一個次級透鏡（可能是一個恒星或一個暗物質亞結構）的強烈影響。

超新星Refsdal提供了一個獨特的機會來利用時延距離來約束宇宙學參數，特別是哈勃常數H0。時延距離DΔt是由哈勃常數H0、物質密度參數Ωm、暗能量密度參數ΩΛ和暗能量狀態方程參數w共同決定的。通過測量超新星Refsdal不同分量之間的時延，并結合星系團質量模型和暗物質亞結構模型，可以得到時延距離DΔt的測量值。然后，通過與其他宇宙學觀測數據進行聯合分析，可以得到哈勃常數H0和其他宇宙學參數的約束。