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哈勃與韋伯聯手,發現迄今為止最古老恒星,遠在129億光年之外
2023/08/17

天文學家認為可觀測宇宙內至少有2萬億個星系,但它們也是由一顆顆恒星組成的,比如銀河系就是由4000億顆恒星構成的。

在星系由千億顆恒星構成的情況下,我們很容易就能用哈勃望遠鏡或者韋伯望遠鏡,發現所謂的最遠星系,但對于單顆恒星而言就沒那麼容易了,因為它們發出的光太暗淡了,直到2022年哈勃望遠鏡和韋伯望遠鏡合力,才發現了迄今為止最遠的單顆恒星,天文學家將其命名為晨星」,即宇宙大爆炸后第一批誕生的恒星。

哈勃望遠鏡最初對它的觀測表明,這顆恒星遠在129億光年之外,考慮到宇宙大爆炸距今不過138.2億年,所以我們現在看到的其實是這顆恒星129億年前的樣子,當時距離大爆炸才過去10億年而已,不過考慮到宇宙從大爆炸開始就一直超光速膨脹,所以天文學家認為這顆恒星現在距離地球280億光年。

韋伯望遠鏡最近對它的觀測還顯示,這顆遠古恒星屬于不折不扣的第一代恒星,溫度雖然只有太陽的兩倍,但亮度卻有太陽的100多萬倍,但不論如何它都是一顆距離地球129億光年的恒星,和星系比起來它的亮度依然微不足道,天文學家是怎麼發現它的呢?

答案是愛因斯坦

愛因斯坦當年在提出廣義相對論的時候,將宇宙時空和引力深度融合,同時提出了包括蟲洞黑洞和引力透鏡引力波在內的種種現象,其中引力透鏡就好像是宇宙中的放大鏡一樣,它能把側后方的天體發出的光放大,進而被我們觀測到。

具體到此次的遠古恒星上來看,它的前方剛好有一個大質量星系團WHL0137-08,在這個星系團位于地球和遠古恒星連軸線上的情況下,它的質量造成的引力扭曲時空,剛好把后方遠古恒星發出的光又放大了4000倍。

在遠古恒星本身亮度就是太陽的100多萬倍的情況下,引力透鏡帶來的這4000倍亮度增強,直接讓它被哈勃望遠鏡和韋伯望遠鏡隔著129億光年看到了。

除了這顆恒星外,韋伯望遠鏡還在中紅外波段發現了這顆恒星附近的星團,不過這種遠古星團的直徑只有10光年,年齡最長也才500萬年,屬于宇宙中早期的恒星生產基地,整體的形狀偏向彎曲圓弧狀,天文學家認為這可能是早期宇宙長城正在形成的證據。

不過和遠古恒星一樣,我們現在看到的這條圓弧也是它129億年前的樣子,它現在可能已經發育成了橫跨數十億光年的宇宙長城了,但由于光速限制,我們永遠不可能看到它現在的模樣,因為它在地球的光錐之外,它發出的光子永遠也跑不贏宇宙膨脹的速度,也就永遠飛不到地球。

總體來看

韋伯望遠鏡和哈勃望遠鏡齊心協力發現的這顆遠古恒星,在未來或許能幫天文學家們補完宇宙演化模型,甚至在恒星演化模型上再加點新東西,而且隨著韋伯的長曝光越來越頻繁,未來關于早期宇宙狀態的發現也會越來越多。

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