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2024-01-16

走近科学:哈勃望远镜在破纪录的距离里发现“单颗恒星”

 

他们给它起了个绰号“Earendel”,它是迄今为止用望远镜拍摄到的最遥远的单颗恒星。
这个物体发出的光花了 129 亿年才到达我们身边。

这是望远镜通常只能分辨包含数百万颗恒星的星系的距离。

但哈勃太空天文台利用一种类似于使用变焦镜头的自然现象,单独挑选出了厄伦德尔。

它被称为引力透镜,它的工作原理是这样的:如果视线中有一大群星系,来自这团物质的引力会弯曲并放大后面更远物体的光。

通常,这只是其他星系,但在这种特殊情况下,Earendel 处于镜头效果的最佳位置。

美国马里兰州约翰霍普金斯大学的博士生布莱恩韦尔奇说:“我们很幸运。这真的很极端;找到具有如此高放大率的东西真的很令人兴奋。” “如果你碰巧碰到了正确的最佳位置,就像我们在这种情况下一样,放大倍数可以增长到 1000 倍,”。

之前的纪录创造者是一位名叫伊卡洛斯的明星。再次,被哈勃捕捉到,这颗恒星发出的光花了 90 亿年才到达我们身边。

因此,Earendel 离得远得多。我们在宇宙大爆炸之后仅仅 9 亿年,或者宇宙只有当前年龄的 6% 时才看到它。

 
经过三年多的运行,哈勃继续取得非凡的发现

Earendel这个名字来自一个古英语单词,意思是“晨星”或“冉冉升起的光芒”。在哈勃的照片中看不到太多东西——只是被称为“日出弧”的镜头产生的长长的新月光上的一个微弱斑点。

韦尔奇先生及其同事在《自然》杂志上报告了这颗恒星的发现。作者承认,关于它的特性还有很多需要了解。

例如,Earendel 的规模存在不确定性。它至少是我们太阳质量的 50 倍,但根据确切的放大倍数,它可能还要大得多。然而,即使在 50 个太阳质量的情况下,它也将是有史以来观测到的最大恒星之一。

哈勃发现的很可能是一个二进制文件。也就是说,实际上是两颗彼此靠近的恒星。这是很常见的。然而,在这种情况下,通常会有一个更大的伙伴,并且这个物体的光会主导信号。

一些天文学家会质疑 Earendel 是否不仅仅是由许多恒星组成的紧密星团,但韦尔奇先生表示,在透镜效应开始将光线涂抹成更细长的雪茄状形状之前,这种现象的规模是有限的。他相信哈勃望远镜已经探测到一颗或最多两颗恒星。

另一种解释可能是,光点是一个前景物体,恰好具有相似的光轮廓。某些失败的恒星,或众所周知的褐矮星,可能适合这些数据。但概率很低。经过五年的观察,该特征在视野中保持完全静止。如果它是一颗更接近的褐矮星,它在天空中的位置预计会略有漂移。

 

围绕 Earendel 的一个引人入胜的猜测是它的成分。有一种方法可以解释数据,表明它是一颗先驱恒星,一种由大爆炸中产生的原始气体制成的物体。

理论告诉我们,宇宙中最先发光的恒星只包含氢和氦。天文学家称它们为第三族恒星。只有当这些恒星和它们的后代融合了更重的元素时,宇宙环境才会变成我们今天所认识的环境。

但是一颗 50 个太阳质量的恒星只会燃烧很短的时间,最多可能一百万年,然后它就会耗尽燃料并坍塌并死亡。对于在大爆炸后 9 亿年存在的先驱恒星,它需要从一个长期存在的、孤立的、未受污染的气体云中生长出来。并非不可能,但可以说是太过分了。

“是的,我们预计厄伦德尔更有可能是一颗富含较重元素的恒星,但不如今天我们周围的本地恒星,”韦尔奇先生说。

“它是第三族恒星的可能性很小。其他一些研究预测你可以让它们进入一些星系的外围。但这是我们需要其他望远镜更详细的后续行动,比如詹姆斯韦伯。”

詹姆斯韦伯是哈勃的继任者。它于 12 月推出,拥有更大的镜子和卓越的分析仪器。它将能够梳理出哈勃之外的细节。

韦伯将在两三个月后开始全面的科学运作。Welch 先生和他的同事们已经获准在新的天文台上观察 Earendel。

但值得庆祝一下哈勃望远镜的持续辉煌。它于 1990 年发射,即使一个新的奇迹天文台准备接管,哈勃仍在不断进行开创性的研究。

“哈勃太空望远镜做得很好,”美国宇航局项目科学家詹妮弗怀斯曼博士说。

“它很强大。它与以往一样具有科学生产力,我们期待着哈勃在未来几年将进行的各种科学工作。我们对詹姆斯韦伯太空望远镜也与太空望远镜一起在太空中运行感到特别兴奋。哈勃太空望远镜。通过拥有这两个令人惊叹的设施,我们将比以往任何时候都更多地了解宇宙。”

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