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天文学家如何发现已知最古老的恒星

发布时间:2022-04-02 14:53:33  编辑:  来源:

导读 哈勃太空望远镜最近观测到了一颗存在于宇宙最初十亿年的恒星的光。它是有史以来最遥远的个体恒星。这颗恒星被命名为 Earendel(古英语中的

哈勃太空望远镜最近观测到了一颗存在于宇宙最初十亿年的恒星的光。它是有史以来最遥远的个体恒星。这颗恒星被命名为 Earendel(古英语中的“晨星”),比之前最古老的恒星还要古老至少 30 亿年。Earendel 的光有 129 亿年的历史,这意味着它来自宇宙只有其当前年龄的 7% 的时间。这一发现的细节本周发表在《自然》杂志上。

“这太不可思议了,”约翰霍普金斯大学的天体物理学家布莱恩·韦尔奇在与 Gizmodo 的视频通话中说。“花了一点时间才真正相信我们真的看到了我们所看到的。”

Earendel 出现在哈勃在RELICS计划期间收集的数据中,该计划利用引力透镜来观察宇宙中一些最古老的恒星。当来自非常远的——也就是说非常古老的——光源的光在更靠近的大质量物体周围弯曲时,就会发生引力透镜效应。

有时,这意味着在中间物体周围传播的光子到达地球所需的时间明显不同,就像安魂曲超新星一样,它于 2016 年被发现,预计将在 2037 年再次出现。

在他们的新论文中,该团队报告说,Earendel 被一个名为 WHL0137-08 的星系团放大了数千倍。哈勃拍摄的恒星图像中的红色条纹是厄伦德尔的宿主星系,因其形状而被称为日出弧,它本身就是由引力透镜引起的扭曲。

弧上有一系列的亮点;这些是星团,由透镜反射并沿着弧形延伸,就像菊花链上的结。Earendel 幸运地位于时空中的涟漪中,这使得恒星能够被探测到。研究人员估计 Earendel(它出现在 129 亿年前的光中)大约是太阳质量的 50 倍,亮度大约是太阳的 100 万倍。

或者,更确切地说,它是。考虑到它的质量和年龄,韦尔奇估计这颗恒星可能在发射现在到达地球的光子后不久(也就是说,几百万年)耗尽了它的燃料并变成了超新星。“它现在已经变成了超新星,”韦尔奇说,“它爆炸并把它的内脏散布到宇宙的其他地方,创造出那些最终会制造出像你我这样的东西的更重的元素。” 的确,我们是明星。

因为厄伦德尔太古老了,研究人员认为这颗恒星可能缺乏金属。那是因为只有在后来的恒星中,重元素才开始形成。获得有关恒星构成的更多信息将有助于研究人员将早期的气体球放在赫兹普朗-罗素图上,该图绘制了恒星温度与其亮度的关系。换句话说,我们可能很快就能将 Earendel 放在一个恒星阵容中,以了解它与宇宙历史后期形成的恒星相比如何。

Earendel 将是韦伯太空望远镜的早期测试,这是一个尖端天文台,将于今年夏天开始其科学操作。韦伯于2021 年 12 月发射升空,自完成200 万英里的太空观测点之旅以来,它的镜子一直在对齐,这是一个长达数月的过程,将使航天器能够看到早期的宇宙。

韦伯将仔细检查厄伦德尔,以了解更多关于这颗恒星的亮度、温度和成分的信息。最近的研究小组无法确定 Earendel 是否是双星——这意味着它可能有伴星。哈勃望远镜解释说,大多数大质量恒星都伴随着至少一颗较小的恒星,所以这是韦伯希望解决的另一个问题。

我们可能无法看到 Earendel 的最终命运——那次事件的光芒在数百万年后才会到达这里——但有了韦伯,我们有机会在这颗古老的恒星消失之前更好地了解它。

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