「史詩級發現」!哈勃望遠鏡看到了什麼,讓美國宇航局夸下海口?

人類對宇宙的觀測能力已經非常強大,足以觀測到幾十甚至一百多億光年以外的天體。不過,在如此遙遠的距離之下,人類能夠觀測到的也只有巨大的星系、很難觀測到更小的天體了。不過最近,美國宇航局宣布,他們觀測到了一顆迄今為止最遙遠的恒星,令人驚嘆。

早在一周之前,美國宇航局就興致勃勃地宣布,他們將在當地時間3月28日宣布一條「史詩級」的發現,其發現者就是著名的哈勃太空望遠鏡。

這條消息一經公布,就引起了全世界天文愛好者的關注。主要原因有兩點:雖然詹姆斯·韋布太空望遠鏡已經升空,但還沒有正式進行觀測,哈勃的觀測能力依然是最強大的,它的「史詩級」發現一定可以震驚世界;還有就是,32歲的哈勃在去年多次宕機,險些報廢,如今竟然「老當益壯」,再次取得驚人發現。

可以說,這個消息吊起了許多人的胃口,我昨天也向大家做了預告。今天,我像美國宇航局一樣準時,如約兌現自己的諾言。

可以說,美國宇航局夸下的「海口」確實被圓上了,因為這項發現的確驚人。在官網上和即將出版的最新一期《自然》雜志上,他們介紹了這次發現:宇宙中最遙遠的恒星!

我們知道,由于光速的限制,最遙遠的恒星就是我們能看到的最古老的恒星。所以,這次的發現不僅彰顯了人類的天文觀測能力,更是讓我們看到了極其遙遠的宇宙歷史,這對于人類來說意義非常重大。從這一點上來說,稱它為「史詩級」的發現的確不過分!

根據觀測,這一次發現的恒星距離我們大約128億光年,也就是說,它形成于宇宙大爆炸的僅僅9億年之后!我們前不久剛介紹過,那個時候宇宙還沒有完全結束再電離期(這段時期被稱為「宇宙的黎明」)。因此,發現者們給它起了一個名字——Earendel,這是英國古語中表示晨星的詞語,用來形容它非常貼切。

判斷Earedel的距離并不是難事,我們知道,宇宙中的天體都在遠離我們,這就會導致紅移的現象。通過紅移值(Earedel為6.2),就可以計算出它和地球的距離。

據觀測,Earendel是一顆非常巨大的恒星,其質量達到了太陽的50倍左右,亮度更是達到了太陽的100萬倍!根據它的尺寸,天文學家相信,這顆恒星應該屬于藍超巨星。

Earendel的發現打破了以前的紀錄,并將其遠遠甩在身后。此前人類已知最遙遠的恒星也是哈勃發現的,名字叫做Icarus。Icarus距離我們94億光年,比Earedel近了1/3左右,體積也不如Earedel那麼大,不過也是一顆藍超巨星。

(圖片說明:藍超巨星藝術圖)

盡管哈勃已經觀測到了130億光年以外的星系,但星系畢竟比恒星大得多,也亮得多。這就好像你能看到遠處的一棵樹,卻無法看清其中的一片樹葉一樣。那麼,在128億光年以外,天文學家到底是如何發現一顆單獨的恒星的呢?

原來,除了強大的哈勃望遠鏡之外,他們還利用了一個著名的天體物理學現象——引力透鏡效應。引力透鏡效應是愛因斯坦廣義相對論中引申出來的理論,指的是遙遠天體發出的光在通過另一個巨大天體時,會被引力扭曲、抵達地球,就像凸透鏡(放大鏡)一樣。通過這個手段,我們就可以放大一個天體的視覺尺寸,從而看到前所未有的細節。

(圖片說明:引力透鏡效應示意圖)

如果沒有引力透鏡效應,人類是不可能發現這兩顆恒星的。根據美國宇航局的天體物理學家Jane Rigby的說法,在一個距離我們600萬光年的巨大星系團的引力作用下,這顆巨大的恒星被放大了數千倍,這才讓我們有了將它分辨出來的機會。

更重要的,是Earedel的身份。根據哈勃望遠鏡的數據,這顆恒星有可能是宇宙中的第一代恒星!要知道,我們的太陽,已經是宇宙中的第三代恒星了。比它更古老的,是第二代恒星,它們在銀河系內也廣泛分布。然而,在此之前,人類從來沒有觀測到第一代恒星。

(圖片說明:人類尚未觀測到宇宙中的第一批恒星)

第一代恒星誕生的時間非常早,所以距離我們也非常遙遠,這本身就給我們造成了巨大的困難。另一方面,第一代恒星都像Earedel這麼大,甚至更加巨大。越大的恒星,壽命越短,所以它們很快就爆炸、消失了。因此,多年以來,人類觀測到的最遙遠、最古老的恒星,也只是第二代恒星。

Earedel也是如此,它的壽命應該也只有幾百萬年的時間。也就是說,盡管我們今天看到了它在128億年前發出的光,但實際上的Earedel也已經在128億年前就死掉了。

據推測,Earedel可能不是單獨存在的,它有可能處于一個雙星系統中,并且很可能是其中的主星,也有可能它處于一個數量更多的恒星系統中。

(圖片說明:Earedel可能處于一個雙星系統中)

總之,它如今早就已經消失了,我們可以期待著看到它在未來的某一天發生超新星爆發的畫面傳播到地球,讓我們觀測。此前天文學家觀測到的最遙遠的超新星爆發,距離我們大約120億光年,不知Earedel何時能夠刷新這個紀錄。

不過,它最好別馬上就爆炸,因為天文學家還想對它進行更多的研究。哈勃望遠鏡能做的極限也就是這樣了,不過韋布望遠鏡的觀測能力是哈勃的100倍,如果它能夠對Earedel進行觀測,天文學家將會獲得更多的信息,比如它的尺寸、溫度等等信息,還可以更好地觀測它的母星系。

研究人員發現,Earedel的母星系也和我們平時看到的漩渦星系完全不同,這個古老的星系非常小,而且外形也比較詭異。關于這個星系的更多秘密,我們也只能期待韋布給出答案了。和Earedel一樣,這個古老的星系如今很有可能已經消失了。宇宙中的星系碰撞非常常見,它可能已經和其他星系融為一體了。

天文學家不僅期待著韋布對Earedel進行深入的觀測,還希望它能夠發現更加遙遠的恒星。宇宙最古老的秘密,或許就蘊藏在它們體內。

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