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129亿光年外的恒星,亮度是太阳的100万倍,颠覆了现有的认知

2024-08-04科学

夜晚的星空固然闪耀,然而那些皆为银河系中的恒星,距地球的最远距离不过数千光年,着实不能代表整个宇宙。

从更深入的角度审视,银河系直径达18万光年,拥有4000亿颗恒星,但它在宇宙中不过是微不足道的存在。依据哈勃望远镜所拍摄的深空照片,天文学家推测,整个可观测宇宙中至少存在2万亿个星系,而银河系仅是其中之一。

鉴于宇宙现今的年龄为138亿年,依循光速恒定原理,天文学家观测到的星系距离越远,其年代便越久远,观测到的恒星亦是如此。例如,若一颗恒星位于100亿光年之外,我们所目睹的便是它100亿年前的模样。基于此规律,当下天文学家意欲凭借最为先进的韦伯望远镜,探寻宇宙大爆炸伊始所诞生的恒星,也就是那些距地球135亿光年以上的恒星。

【现在我们找到了】

近期,韦伯望远镜确定了一颗名为「Erendel」的恒星,其位于距地球 129 亿光年之处。鉴于宇宙大爆炸后有 30 万年的时段内光子无法自由移动,以及大爆炸初始时物质的生成与组合周期,天文学家们判定,这颗处于 129 亿光年之外,亦为 129 亿年前的恒星,乃是宇宙大爆炸后首批形成的恒星之一,故而它亦被称作晨星。

然而,其发现着实对早期宇宙学构成较大冲击。此前推断早期宇宙物质不多,即便存在恒星,其质量也远比当下恒星小。但晨星作为一颗大质量恒星,亮度达太阳的 100 万倍,别说是在 129 亿年前的宇宙早期,即便在当今,也是恒星中的庞然大物。

于是便引出一个问题:在早期宇宙中物质极度匮乏之时,为何会有如此质量巨大的恒星出现?

天文学家提出两种阐释,其一为远古时期的宇宙物质与当下存在差异,氢元素可轻易大量汇聚形成大质量恒星,且此类恒星的演化和太阳等第二代乃至第三代恒星有所不同,致使我们难以预见宇宙早期大质量恒星的存在。

第二种解释颇具颠覆性,其径直指出当下对宇宙年龄的判定有误,129 亿年前绝非早期宇宙,那时的物质绝非如我们所设想的那般稀少,宇宙极有可能已然步入演化中期,故而具备充裕的物质与时间来培育超大质量恒星。

更为关键的是,韦伯望远镜发现宇宙年龄存在一定问题。在探测到远古恒星的同时,还观测到远古星系,这些星系远离地球的速度超出理论预计,这表明宇宙膨胀至当前规模的时间更早,约 138 亿年的宇宙年龄或许仅为实际年龄的一半,真正的宇宙年龄约为 256 亿年,也就是说大爆炸发生在 256 亿年前。

【总体来看】

无论是新的远古恒星,亦或新的远古星系,它们皆仅为早期宇宙的局部呈现而非整体,在可预期的将来,伴随韦伯望远镜的持续观测以及新望远镜的发射,或许我们将察觉到宇宙的真实面貌是别样的,当下我们的宇宙学恰似盲人摸象般荒诞。