一束129亿年前的光!人类发现最遥远的古老恒星(组图)

去年年底,我们介绍了有史以来最强大的太空望远镜——詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope, JSWT)的成功发射。(韦伯技术更先进,功能更强大,它作为哈勃太空望远镜的继任者,将接力前辈观测更遥远的深空,探索“开天辟地”的终极奥秘…

然而这两天,正在办理“交接”的哈勃望远镜传来好消息,它在临退休前又干了一票大的:昨天,美国宇航局NASA确认,哈勃望远镜拍到了有史以来最遥远的单颗恒星——距离地球129亿光年的WHL0137-LS,代号“晨星”(古英语Earendel的本意)!

“半退休老干部”哈勃望远镜能发现“晨星”,某种程度上来说也是一种“幸运”。类似的情况曾出现在上一颗最遥远单颗恒星——“伊卡洛斯”(Icarus)身上。

哈勃太空望远镜

2018年,科学家在对比哈勃望远镜拍摄的地球和银河之间同一位置不同时期的照片时,惊讶地发现,2011年的照片上还是一片漆黑的地方…

却在2016年的同一位置出现了一个亮点。

在排除各种可能的干扰因素后,科学家们最终确定,那是一颗遥远恒星,它的光芒穿过数亿光年的距离,在茫茫宇宙行进了数十亿年才最终达到地球。经过一番测算,科学家们最终确认这颗遥远恒星位于地球94亿光年外,它被命名为“伊卡洛斯”。

之所以说“幸运”,是因为以哈勃望远镜的观测能力,它原本无法看清那么遥远的星光。

然而,宇宙中却存在一种神奇的“引力透镜效应”,这是一种天然的“放大镜”:根据爱因斯坦的广义相对论的原理,时空在大质量天体附近会发生畸变,从而使得光线在经过大质量天体附近时发生弯曲。

当光线经过大质量天体时,强大的引力产生的空间扭曲使光线发生弯曲,间接形成了一种“放大镜机制”。

“伊卡洛斯”的一束细细的星光在抵达地球前,已经被它途经的无数巨型星系,大质量星团发散,放大了1000~40000倍。因此,哈勃太空望远镜最终得以“幸运”捕捉到这样遥远的星光:因为“引力透镜效应”,原本直射过来只能让人看到一个小点的光束,却被无数庞大星团(包括我们所在的银河)扭曲“放大”,从而在观测者眼里形成了一个圆形大光圈…

“伊卡洛斯”的发现不仅再一次间接证明了相对论的正确,也刷新了人们对遥远恒星的认知:还有没有可能通过“引力透镜效应”,发现更远的单颗星体?

哈勃望远镜又一次向我们证明,这事儿可以有!

这一次,哈勃进一步发现129亿光年外的“晨星”,同样是凭借“引力透镜效应”。“晨星”所属一个遥远星系,被科学家们称为“日出之弧”(Sunrise arc)。“晨星”在哈勃拍摄的照片上已经被放大成了一个小圆点,它所在的星系(银河系)相邻的星星同样被放得很大,它们看起来如此分散,摊开成一道巨大的圆弧,因此被科学家们形象称为“日出之弧”。

作为人类目前发现的最遥远的单颗恒星(星系不算),“晨星”非常具有研究价值。据科学家推断,它的质量是太阳的50倍,亮度比太阳高出数百万倍,可与人类已知的最大质量的恒星媲美。而分析它的光线推测它的物质成分,有助于我们了解它这类宇宙最古老的星体的形成。根据目前天文学界的普遍观点,宇宙年龄大约在137亿~138亿年之间。诞生于129亿年前的“晨星”,算得上是“宇宙大爆炸”最初10亿年里诞生的古老恒星了。它比太阳早了82亿年,比地球最古老的动物早了121亿年…

虽然发现了“晨星”,但围绕这颗古老恒星的谜团依然很多。比如,科学家们甚至还不敢确定:“晨星”是究竟一颗孤星,还是两颗双生伴星…对“晨星”的进一步观测和探索,将由哈勃望远镜的强力后辈,如今正在距地球150万公里外的拉格朗日L2点顺利工作的韦伯望远镜接手。

不久的将来,功能强大的韦伯望远镜将弄清楚“晨星”的形态,测量出它的亮度和温度。不仅如此,韦伯望远镜还有可能在观测“晨星”的基础上,进一步发现更遥远更古老的单颗星体。

已经发现了“宇宙大爆炸”最初10亿年的恒星,距离揭开宇宙最终的奥秘,似乎越来越近了…

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西斯

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