最遙遠的星星

本文來自微信公眾號：原理 （ID：principia1687），作者：不二北斗，頭圖來自：NASA

2022年，哈勃空間望遠鏡打破了自己的紀錄，發現了迄今為止最遙遠的恒星。天文學家給這顆恒星起了個綽號，叫作埃蘭迪爾（Earendel）。它是個極具詩意的名字，源自古英語，意思是“晨星”或“升起的光”。

(資料圖)

埃蘭迪爾發出的光經歷了129億年才抵達我們的視線，這意味著這顆恒星在宇宙形成的第一個10億年內就發出了光芒。由于宇宙一直在膨脹，所以這顆恒星距離我們并不是簡單的129億光年，而是280億光年！

2022年，哈勃空間望遠鏡發現了迄今為止最遙遠的恒星埃蘭迪爾。（圖/NASA， ESA， Space Telescope Science Institute）

然而，發現并確認這顆恒星的距離僅僅是個開始?，F在，韋布空間望遠鏡對埃蘭迪爾的初步觀測顯示，這顆恒星是一顆巨大的B型星，溫度是太陽的兩倍多，亮度是太陽的100萬倍左右。

宇宙放大鏡  

那么，天文學家是如何發現如此遙遠的星系呢？

凝視夜空，你所看到的所有恒星都位于銀河系內。通常情況下，即使是使用最強大的望遠鏡，也只能分辨出鄰近星系中的單個恒星。然而，一種被稱為“引力透鏡”的奇妙自然現象，可以幫助天文學家尋找那些非常遙遠的恒星。

質量可以讓空間本身彎曲，這是愛因斯坦的廣義相對論最令人驚奇的預言之一。當遙遠天體發出的光在宇宙中傳播時，如果光經過了一個大質量物體（比如星系團），光的路徑就會發生彎曲。

引力透鏡效應：遙遠星系發出的光在經過地球與星系之間的大質量星系團時，由于星系團的強大引力會扭曲時空，所以光的路徑也會發生彎曲。（圖/L. Hustak， STScI)

如果一個大質量物體恰好位于我們和一個遙遠的背景光源之間，那么這個物體可能會像透鏡一樣，將光線偏轉并聚焦，從而放大這個光源。通過這種方法，經常會發現被放大了數倍的星系。

哈勃空間望遠鏡和韋布空間望遠鏡之所以能探測到埃蘭迪爾，正是運用了引力透鏡效應。它們幸運地瞄準了一個大質量星系團WHL0137-08。這個位于地球和埃蘭迪爾之間的星系團扭曲了周圍的空間結構，產生一種放大效應，使天文學家能夠像透過一個放大鏡那樣透過這個星系團進行觀測。????

埃蘭迪爾與黎明之弧  

埃蘭迪爾所在的星系被稱為“黎明之弧”。雖然星系中的其他特征會因為引力透鏡效應而多次出現，但埃蘭迪爾只是以一個光點的形式出現，即使在韋布空間望遠鏡的高分辨率紅外成像中也是如此。天文學家計算出，埃蘭迪爾被放大了至少4000倍。

大多數像埃蘭迪爾這樣的大質量恒星，通常都有伴星。但天文學家并沒有預期韋布空間望遠鏡能發現埃蘭迪爾的伴星，因為從我們的視角看來，它們之間的距離將會太近，難以在天空中分辨。然而，僅根據埃蘭迪爾的顏色，天文學家懷疑他們可能看到了一顆更冷、更紅的伴星的跡象。由于宇宙的膨脹，這些光已經被拉伸到哈勃空間望遠鏡無法探測到的波長，但韋布空間望遠鏡卻可以。??????

左邊顯示了大質量星系團WHL0137-08，右邊顯示了黎明之弧，其中包含了迄今為止探測到的最遙遠的恒星——埃蘭迪爾（Earendel）。（圖/NASA， ESA， CSA， D. Coe，B. Welch，Z. Levay）

除了埃蘭迪爾，韋布空間望遠鏡的近紅外相機還揭示了黎明之弧的一些其他值得關注的細節，比如年輕的恒星形成區，以及年老的、直徑小至10光年的星團。恒星形成區看起來很細長，估計不到500萬年的歷史。埃蘭迪爾兩側的小點，是一個更古老、更成熟的星團的兩個圖像。這個星團估計至少有1000萬年的歷史，天文學家確定這個星團受到引力的束縛，很可能一直持續到今天。這向我們展示了銀河系中的球狀星團在130億年前形成時的樣子。

韋布空間望遠鏡在未來對埃蘭迪爾及黎明之弧星系進行的光譜觀測分析，也將可以揭示有關亮度、溫度和成分的信息。

自從哈勃空間望遠鏡發現埃蘭迪爾，韋布空間望遠鏡也用這種技術發現了其他非常遙遠的恒星。發現這些極其遙遠的恒星，或者那些在時間上接近宇宙大爆炸的恒星，無疑是令人興奮的。因為這將有助于我們更好地譜寫宇宙歷史的最初篇章。而天文學家也默默地期盼著，終有一天，他們能夠發現宇宙中第一代恒星。

參考來源：

https://webbtelescope.org/contents/news-releases/2023/news-2023-132

本文來自微信公眾號：原理 （ID：principia1687），作者：不二北斗

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