當前位置: 華文世界 > 科學

129億光年外的恒星,亮度是太陽的100萬倍,顛覆了現有的認知

2024-08-04科學

夜晚的星空固然閃耀,然而那些皆為銀河系中的恒星,距地球的最遠距離不過數千光年,著實不能代表整個宇宙。

從更深入的角度審視,銀河系直徑達18萬光年,擁有4000億顆恒星,但它在宇宙中不過是微不足道的存在。依據哈柏望遠鏡所拍攝的深空照片,天文學家推測,整個可觀測宇宙中至少存在2萬億個星系,而銀河系僅是其中之一。

鑒於宇宙現今的年齡為138億年,依循光速恒定原理,天文學家觀測到的星系距離越遠,其年代便越久遠,觀測到的恒星亦是如此。例如,若一顆恒星位於100億光年之外,我們所目睹的便是它100億年前的模樣。基於此規律,當下天文學家意欲憑借最為先進的韋伯望遠鏡,探尋宇宙大霹靂伊始所誕生的恒星,也就是那些距地球135億光年以上的恒星。

【現在我們找到了】

近期,韋伯望遠鏡確定了一顆名為「Erendel」的恒星,其位於距地球 129 億光年之處。鑒於宇宙大霹靂後有 30 萬年的時段內光子無法自由移動,以及大霹靂初始時物質的生成與組合周期,天文學家們判定,這顆處於 129 億光年之外,亦為 129 億年前的恒星,乃是宇宙大霹靂後首批形成的恒星之一,故而它亦被稱作晨星。

然而,其發現著實對早期宇宙學構成較大沖擊。此前推斷早期宇宙物質不多,即便存在恒星,其品質也遠比當下恒星小。但晨星作為一顆大品質恒星,亮度達太陽的 100 萬倍,別說是在 129 億年前的宇宙早期,即便在當今,也是恒星中的龐然大物。

於是便引出一個問題:在早期宇宙中物質極度匱乏之時,為何會有如此品質巨大的恒星出現?

天文學家提出兩種闡釋,其一為遠古時期的宇宙物質與當下存在差異,氫元素可輕易大量匯聚形成大品質恒星,且此類恒星的演化和太陽等第二代乃至第三代恒星有所不同,致使我們難以預見宇宙早期大品質恒星的存在。

第二種解釋頗具顛覆性,其徑直指出當下對宇宙年齡的判定有誤,129 億年前絕非早期宇宙,那時的物質絕非如我們所設想的那般稀少,宇宙極有可能已然步入演化中期,故而具備充裕的物質與時間來培育超大品質恒星。

更為關鍵的是,韋伯望遠鏡發現宇宙年齡存在一定問題。在探測到遠古恒星的同時,還觀測到遠古星系,這些星系遠離地球的速度超出理論預計,這表明宇宙膨脹至當前規模的時間更早,約 138 億年的宇宙年齡或許僅為實際年齡的一半,真正的宇宙年齡約為 256 億年,也就是說大霹靂發生在 256 億年前。

【總體來看】

無論是新的遠古恒星,亦或新的遠古星系,它們皆僅為早期宇宙的局部呈現而非整體,在可預期的將來,伴隨韋伯望遠鏡的持續觀測以及新望遠鏡的發射,或許我們將察覺到宇宙的真實面貌是別樣的,當下我們的宇宙學恰似盲人摸象般荒誕。