跨越129亿年时光,距离280亿光年,达到100倍太阳质量的最远恒星


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今年年初 , 发表在《自然》杂志的一篇文章表示 , 在先前哈勃拍摄的数据中 , 天文学家发现了迄今为止最遥远的恒星 , 它的红移值比很多类星体还要大得多 , 达到了惊人的6.2 。

6.2的红移意味着这颗恒星距离我们是如此遥远 , 同样这也意味着它的影像是如此的古老 。 它先前所在的位置目前距离我们有280亿光年 。 它发出的光花了129亿年才到达我们 。 因此我们看到它所在的时期 , 其实是大爆炸后9亿年的宇宙黎明时期 。

如果今天的宇宙是个百岁老人 , 那么那时的宇宙还仅仅只是个七岁的孩子 。 对于这样一颗诞生于宇宙黎明的恒星 , 人们称其为“晨星” 。 正常情况下 , 我们是不可能看到这样一颗恒星的 。
【跨越129亿年时光,距离280亿光年,达到100倍太阳质量的最远恒星】因为在这么远的距离上 , 别说是一颗恒星了 , 即使是千亿颗的恒星组成的整个星系 , 看起来都只是一个不起眼的小亮点 。 我们把那些“远古巨兽”称为类星体 , 就是因为当时认为 , 在这个距离上不可能有恒星被我们直接看到 。
这些像恒星一样发光的小亮点 , 应该是某种高能天体 。 后来也是因为哈勃拍到了这东西 , 具有吸积盘和喷流 , 可以完美套用黑洞模型 。 因此 , 对于类星体才有了现在的活动星系盒解释 。 话说回来 , 那这次哈勃是怎么拍到这样一颗 , 不可能被我们看到的恒星呢?

其实要说也是意外 , 主要靠的还是之前我们经常提到的引力透镜效应 。 引力透镜就像一个巨大的放大镜 , 能够将透镜背后的景象放大很多倍 。 这次充当透镜的 , 是一个巨大的星系团 。 但是由于光线被弯曲 , 被放大的图像也会产生一定的畸变 。
原本的一个小亮点儿 , 在观测者眼中可能已经变成了一个大大的光芒 。 比如这次看到的亮点 , 就是在这样一段被称为“日出弧”的巨大弧线上 。 这条弧线就是这颗晨星所在的星系 , 被引力透镜放大和扭曲后的样子 。
在这段日出弧上 , 科学家发现了好几个亮点 , 它们应该都是一颗颗被放大后的独立恒星 。 但这颗晨星显然是这颗恒星中最古老的一颗 , 属于宇宙中诞生的早批恒星 , 甚至有可能是第一批恒星 。 所以它的组成元素肯定会和今天的恒星有着很大不同 , 也就是缺少金属元素 。

注意 , 天文学上通常把除氢和氦以外的元素统称为金属元素 。 这些元素需要通过恒星内部的核聚变 , 演化末期的超新星爆发 , 甚至是中子星这样的恒星残骸相互碰撞才能形成 。 所以对于越早的恒星 , 它的元素组成越单一 , 这些恒星被称为“贫金属星”或“无金属星” 。
尤其是对于后者无金属星 , 先前一直仅存在于理论中 , 并未被直接观测到 。 所以这次的发现 , 可谓是意义重大 。 目前研究人员对这颗恒星进行了一些大致的推测 。 它可能是一颗50到100倍太阳质量的大质量恒星 , 亮度是太阳的几百万倍 。
如此大的质量 , 意味着它可能早在形成后的几百万年里 , 就已经以超新星爆发的形式结束了一生 。 不过目前这些都还只是不确定的猜测 , 比如它也极有可能不是一颗恒星 , 而是像北极星勾陈一这样由多颗恒星组成的多星系统 。 哈勃的能力毕竟有限 , 关于这颗恒星的光谱以及更详细的数据 , 还要寄希望于韦伯望远镜 。

毕竟对于这种高红移天体 , 主攻红外波段的韦伯观测起来更加得心应手 。 或许将来韦伯还会发现 , 比它还要遥远的古老恒星 。 说完了最近发现的这颗晨星 , 顺带简单介绍下关于恒星基于成分的分类 。 前面说的无金属星、贫金属星 , 它们分别对应着“第三星族星”和“第二星族星”与之对应的“第一星族星”是富金属星 。
比如说我们的太阳 , “星族”这个概念通常用于划分银河系内的这些恒星 , 根据恒星的年龄、元素组成、空间分布以及运动特征等 , 天文学家将银河系内的恒星划分成以上三类 。 其实划分星族除了看元素组成外 , 也可以看年龄 。

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