近日，美國國家航空航天局（NASA）宣布哈勃空間望遠(yuǎn)鏡（以下簡稱哈勃）利用引力透鏡效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)了人類迄今觀測到的最遙遠(yuǎn)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。

美國國家航天局于2022年3月30日發(fā)布的這張照片顯示，NASA哈勃太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了史上最遙遠(yuǎn)的單顆恒星Earendel? 來源 視覺中國

最遙遠(yuǎn)的恒星有多遠(yuǎn)

發(fā)出的光線用129億年才到達(dá)地球

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

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

中國科學(xué)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(tuán)——WHL0137-08，正是由于WHL0137-08的引力透鏡效應(yīng)，埃倫德爾的光才能被敏銳的哈勃捕捉到。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡 來源 視覺中國

這種類似于日常生活中使用凸透鏡來聚集太陽光所發(fā)生的效應(yīng)。我們無法向太空發(fā)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(qiáng)大的方法。“當(dāng)光線經(jīng)過星系團(tuán)時，因強(qiáng)大的引力而產(chǎn)生的空間扭曲會使光線偏折，星系團(tuán)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(jī)制’。”鄭憲忠說，星系團(tuán)WHL0137-08距離地球56億光年，埃倫德爾所在星系的光在抵達(dá)星系團(tuán)WHL0137-08時，被星系團(tuán)扭曲成一個長長的新月形，星光被放大了數(shù)千倍。

空間望遠(yuǎn)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(tuán)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(guān)于埃倫德爾的詳細(xì)“身世”，至今仍有許多未解之謎，例如它具體的質(zhì)量、亮度、溫度和類型等，但是它讓科學(xué)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(xué)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(xué)家研究早期宇宙提供了一個非常難得的窗口和機(jī)會。

“現(xiàn)有的理論模型認(rèn)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(jīng)歷一個黑暗時期，中性氫開始在一些宇宙物質(zhì)密度較高的地方聚集，當(dāng)其質(zhì)量、壓力增大到一定程度時，發(fā)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(shù)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(jié)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(fā)現(xiàn)過第一代恒星，因為它們數(shù)量稀少，而且在宇宙演化早期，中性氫會吸收天體的光，導(dǎo)致恒星暗淡。如果第一代恒星被探測到，將為揭示星系化學(xué)和動力學(xué)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。

通訊員 周團(tuán)輝 揚子晚報/紫牛新聞記者 于丹丹

校對 王菲