129億年！哈勃發現人類迄今觀測到最遙遠的恒星

近日，美國國家航空航天局(NASA)宣布哈勃太空望遠鏡(以下簡稱哈勃)利用引力透鏡效應，發現了人類迄今觀測到的最遙遠的單顆恒星。這顆恒星被命名為埃倫德爾(Earendel)，在古英語單詞中意為晨星或旭日之光。那么，這縷“晨光”將為人類揭示宇宙演化帶來哪些新的線索?記者采訪了中科院紫金山天文臺專家。

最遙遠的恒星有多遠

發出的光線用129億年才到達地球

這顆恒星誕生于宇宙大爆炸后的10億年內。研究人員估計，這顆恒星的質量至少是太陽的50倍，亮度是太陽的數百萬倍。由于距離地球非常遙遠，它發出的光線用了129億年才到達地球，這是人類迄今為止最遙遠的恒星。相關研究結果發表在《自然》雜志上。

之所以能探測到如此遙遠的恒星，要歸功于宇宙中存在一種被稱為“引力透鏡”效應。什么是引力透鏡效應呢?這是愛因斯坦廣義相對論中預言的一種現象，指時空在大質量天體附近會發生畸變，從而使得光線在經過大質量天體附近時發生偏折。

中國科學院紫金山天文臺研究員鄭憲忠告訴記者，這次哈勃能看到埃倫德爾，是因為在地球和埃倫德爾之間，有一塊特殊的“放大鏡”，這塊“放大鏡”其實是一個巨大的星系團——WHL0137-08，正是由于WHL0137-08的引力透鏡效應，埃倫德爾的光才能被敏銳的哈勃捕捉到。

這種類似于日常生活中使用凸透鏡來聚集太陽光所發生的效應。我們無法向太空發射更多的巨型玻璃透鏡，但幸運的是，浩瀚宇宙為我們提供了另一種更強大的方法。“當光線經過星系團時，因強大的引力而產生的空間扭曲會使光線偏折，星系團就像放大鏡一樣匯聚和放大了背景天體的圖像，間接形成了一種‘放大鏡機制’。”鄭憲忠說，星系團WHL0137-08距離地球56億光年，埃倫德爾所在星系的光在抵達星系團WHL0137-08時，被星系團扭曲成一個長長的新月形，星光被放大了數千倍。

太空望遠鏡是通過長時間的曝光來收集宇宙中的光子，從而探測出未知天體的。在星系團的“助攻”下，這一次，哈勃捕捉到了來自埃倫德爾的光子。

“身世之謎”仍待揭開

可能是“初代恒星”，藏著宇宙起源的秘密

關于埃倫德爾的詳細“身世”，至今仍有許多未解之謎，例如它具體的質量、亮度、溫度和類型等，但是它讓科學家看到了捕捉第一代恒星蹤跡的希望。

埃倫德爾誕生于宇宙的“嬰兒時期”。美國約翰斯·霍普金斯大學研究人員、論文第一作者布賴恩·韋爾奇表示，埃倫德爾存在于很久以前，形成它的“原材料”可能不同于以往已知的恒星。這屢“晨光”為科學家研究早期宇宙提供了一個非常難得的窗口和機會。

“現有的理論模型認為，宇宙大爆炸后，熾熱的輻射漸漸平息下來，宇宙溫度慢慢下降，經歷一個黑暗時期，中性氫開始在一些宇宙物質密度較高的地方聚集，當其質量、壓力增大到一定程度時，發生核聚變，形成了第一代恒星。”鄭憲忠解釋，第一代恒星誕生于距今約137億年前，基本由氫和氦元素組成，還有極少數的鋰等，金屬豐度接近零。它們的誕生意味著宇宙再電離時期的開始。而埃倫德爾誕生于宇宙再電離結束時期，它是否攜帶著第一代恒星的“出生證明”，值得探尋。

鄭憲忠告訴記者，至今為止，人類還沒發現過第一代恒星，因為它們數量稀少，而且在宇宙演化早期，中性氫會吸收天體的光，導致恒星暗淡。如果第一代恒星被探測到，將為揭示星系化學和動力學演化提供重要線索。“了解天體是如何誕生的，對于探尋生命的起源、理解文明的意義或許也會提供一些借鑒。”鄭憲忠說。

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韋布望遠鏡接棒繼續觀測“晨星”

天文學家預計WHL0137-08星系團的放大作用還能持續多年，讓哈勃太空望遠鏡的“繼任者”、預計今年6月底前后“上崗”的詹姆斯·韋布太空望遠鏡得以繼續觀測“晨星”。

哈勃太空望遠鏡觀測波長范圍是115納米至2.5微米，分布在紫外到紅外波段;而韋布太空望遠鏡觀測波長范圍是600納米至28.8微米，主要處于紅外波段。遙遠的“晨星”發出的光線“長途跋涉”后，會以波長較長的紅外線形式抵達近地空間，令韋布太空望遠鏡可以對它做更清晰觀測。

天文學家打算觀測“晨星”的亮度和溫度，還想了解它的構成，研究它是否屬于“第三星族星”。天文學家假設，宇宙誕生初期形成一批主要由原始氫和氦構成的恒星，它們被稱為“第三星族星”。

(周團輝 于丹丹)