哈勃太空望遠鏡發現迄今最遙遠的恆星

這顆名為“Earendel”的恆星距離地球近130億光年

一項新的研究發現，迄今為止觀測到的最遙遠的單顆恆星可以追溯到宇宙在大爆炸中誕生後不到10億年的時間，並可能揭示宇宙中最早期恆星的資訊。

科學家們將這顆恆星暱稱為“Earendel”，這個名字源於古英語，意思是“晨星”或“冉冉升起的光芒”。Earendel 的技術名稱為 WHL0137-LS，其質量至少是太陽的 50 倍，亮度是太陽的數百萬倍。

美國宇航局的哈勃太空望遠鏡探測到的這顆新發現的恆星距離我們非常遙遠，它的光線花了 129 億年才到達地球，我們看到它時，宇宙大約只有 9 億年，僅佔當前年齡的 7%。到目前為止，探測到的最遙遠的單顆恆星是哈勃望遠鏡在 2018 年發現的，當時宇宙大約 40 億年，佔當前年齡的 30%。

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“這項發現為我們提供了一個詳細研究早期宇宙中恆星的機會，”該研究的主要作者，巴爾的摩約翰·霍普金斯大學的天體物理學家布萊恩·韋爾奇在接受 Space.com 採訪時說。

通常情況下，即使是像 Earendel 這樣明亮的恆星，鑑於兩者之間的巨大距離，也無法從地球上看到。此前，在如此遙遠的距離上看到的最小物體是嵌入早期星系中的恆星團。

科學家們藉助一個巨大的星系團 WHL0137-08 探測到了 Earendel，該星系團位於地球和這顆新發現的恆星之間。這個巨大的星系團的引力扭曲了空間和時間的結構，形成了一個強大的天然放大鏡，極大地放大了來自星系背後遙遠物體的光線，例如 Earendel。這種引力透鏡效應將來自 Earendel 所在星系的光線扭曲成一個長長的弧形，研究人員將其命名為“日出弧”。

Earendel 與 WHL0137-08 對齊的罕見方式意味著，這顆恆星直接出現在或非常接近時空曲線上的一個點，該點提供了最大的亮度，使 Earendel 從其宿主星系的一般光暈中脫穎而出。這種效應類似於陽光明媚的日子裡，游泳池波紋表面在池底形成明亮的光線圖案——表面的波紋充當透鏡，將陽光聚焦到池底的最大亮度。

韋爾奇強調，這不是科學家們發現的最遙遠的物體。“哈勃望遠鏡已經觀測到更遙遠的星系，”他解釋說。“然而，我們看到的是它們數百萬顆恆星的光混合在一起。這是我們能夠識別出單顆恆星光線的最遙遠天體。”

他還指出，這顆恆星距離遙遠，但並不古老。“我們看到的是 128 億年前的這顆恆星，但這並不意味著這顆恆星有 128 億年的歷史，”韋爾奇說。相反，它可能只有幾百萬年的歷史，並且從未達到老年。

“鑑於它的質量，它幾乎肯定沒有存活到今天，因為質量更大的恆星往往會更快地耗盡燃料，從而爆炸或坍縮成黑洞，更早，”他補充道 Earendel。“已知的最古老的恆星形成於相似的時間，但它們的質量要小得多，因此它們一直髮光到今天。”

關於 Earendel 的許多細節仍然不確定，例如它的質量、亮度、溫度和型別。科學家們甚至還不確定 Earendel 是一顆恆星還是兩顆——大多數與 Earendel 質量相當的恆星通常都有一顆較小、較暗的伴星，而且 Earendel 有可能蓋過了其伴星的光芒。

科學家們計劃利用美國宇航局最近發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡進行後續觀測，分析 Earendel 的紅外光，並確定它的許多特徵。反過來，這些資訊可能有助於揭示宇宙中的第一批恆星，它們是在宇宙充滿由一代又一代大質量恆星產生的重元素之前形成的。

“我認為這項結果最令人興奮的事情之一是，它為我們打開了一扇瞭解早期宇宙的新視窗，”韋爾奇說。“通常在這些距離上，我們看到的完整星系都是小而模糊的物體，然後我們從它們的總光中推斷出其中恆星的細節。”

Earendel 則不然。“有了這顆被透鏡放大的恆星，我們可以獨立研究它的光，”他說。“這使我們可以直接與銀河系中的恆星進行比較，並尋找差異，這將提高我們對早期宇宙中恆星的理解。”

科學家們在週三（3 月 30 日）線上發表在《自然》雜誌上的研究結果中詳細介紹了他們的發現。