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哈勃望远镜发现有史以来最远的恒星

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哈勃发现有史以来最远的恒星

之前的记录保持者的光花了 90 亿年才到达地球。这是一颗巨大的蓝色恒星，绰号“伊卡洛斯”。

哈勃于 2013 年发现的最古老的已知恒星相混淆，绰号“玛土撒拉”。

哈勃还拥有星系的宇宙距离记录。它的光花了 134 亿年才到达地球。

美国宇航局的哈勃太空望远镜建立了一个非凡的新基准：探测宇宙大爆炸后最初十亿年内存在的恒星的光——迄今为止所见最远的单个恒星。

与之前的单星记录保持者相比，这一发现是一个巨大的飞跃；哈勃望远镜在 2018 年探测到。这颗恒星存在于宇宙大约 40 亿年（即当前年龄的 30%）时，当时天文学家将其称为“红移 1.5”。科学家使用“红移”这个词是因为随着宇宙的膨胀，来自遥远物体的光在向我们传播时会被拉伸或“转移”到更长、更红的波长。

这颗新发现的恒星距离地球如此之远，以至于它的光需要 129 亿年才能到达地球，在我们看来，它就像宇宙只有当前年龄的 7% 时一样，即红移 6.2。以前在如此遥远的距离上看到的最小物体是嵌入早期星系中的星团。

巴尔的摩约翰霍普金斯大学的天文学家布莱恩韦尔奇说：“起初我们几乎不相信，它比之前最远、最高的红移恒星要远得多。”发表在 3 月 30 日的《自然》杂志上。这一发现是根据同样位于巴尔的摩的太空望远镜科学研究所 (STScI) 的合著者丹·科 (Dan Coe) 领导的哈勃 RELICS（再电离透镜集群调查）计划期间收集的数据得出的。

“通常在这些距离上，整个星系看起来像小污点，来自数百万颗恒星的光混合在一起，”韦尔奇说。“这颗恒星所在的星系被引力透镜放大和扭曲成一个长长的新月形，我们将其命名为日出弧。”

在详细研究了银河系之后，韦尔奇确定其中一个特征是一颗被极度放大的恒星，他称之为厄伦德尔，在古英语中意为“晨星”。这一发现有望开启一个非常早期恒星形成的未知时代。

左上方的星系团形成了一个引力透镜。 微弱的红色弧平分图像（右上到左下）。 弧线中的3个亮点，中心1个是Earendel。 两侧的斑点是星团的镜像。

这张详细的视图突出了 Earendel 恒星沿着时空涟漪（虚线）的位置，该涟漪将其放大，使得在如此远的距离（近 130 亿光年）上检测到这颗恒星成为可能。还显示了在放大线两侧镜像的星团。扭曲和放大是由位于哈勃和厄伦德尔之间的巨大星系团的质量造成的。星系团的质量如此之大，以至于它扭曲了空间的结构，透过那个空间看就像透过放大镜看——沿着玻璃或镜头的边缘，另一边的事物的外观被扭曲为以及放大。

Earendel 很久以前就存在了，它可能没有像今天我们周围的星星那样拥有所有相同的原材料，”韦尔奇解释说。“研究 Earendel 将是一扇通往我们不熟悉的宇宙时代的窗口，但这导致了我们所知道的一切。就像我们一直在阅读一本非常有趣的书，但我们从第二章开始，现在我们将有机会了解这一切是如何开始的，”韦尔奇说。

当星星对齐

研究小组估计，厄伦德尔的质量至少是太阳质量的 50 倍，亮度是太阳的数百万倍，可与已知的最大质量恒星相媲美。但是，如果没有位于我们和厄伦德尔之间的巨大星系团 WHL0137-08 的自然放大，即使是如此明亮、质量非常大的恒星也无法在如此远的距离上看到。星系团的质量扭曲了空间结构，形成了强大的自然放大镜，它扭曲并极大地放大了来自其后方遥远物体的光线。

由于与放大的星系团罕见的对齐，埃伦德尔星直接出现在或非常接近空间结构的涟漪上。这种波纹在光学中被定义为“焦散”，可提供最大的放大倍率和亮度。这种效果类似于游泳池的波纹表面，在阳光明媚的日子里在池底形成明亮的光线图案。表面上的涟漪充当透镜，将阳光聚焦到泳池地板上的最大亮度。

这种腐蚀性导致埃伦德尔星从其母星系的普遍辉光中弹出。它的亮度被放大一千倍或更多。在这一点上，天文学家无法确定厄伦德尔是否是双星，尽管大多数大质量恒星至少有一颗较小的伴星。

与韦伯确认

“通过韦伯，我们希望确认厄伦德尔确实是一颗恒星，并测量它的亮度和温度，”科说。这些细节将缩小其在恒星生命周期中的类型和阶段。“我们还期望发现日出弧星系缺乏在随后几代恒星中形成的重元素。这表明厄伦德尔是一颗罕见的、大质量的贫金属恒星，”科说。

厄伦德尔的成分将引起天文学家的极大兴趣，因为它是在宇宙充满由连续几代大质量恒星产生的重元素之前形成的。如果后续研究发现 Earendel 仅由原始氢和氦组成，这将是传说中的第三族恒星的第一个证据，它被假设为大爆炸后诞生的第一颗恒星。虽然可能性很小，但韦尔奇承认它仍然很诱人。

“有了韦伯，我们可能会看到比厄伦德尔更远的星星，这将是非常令人兴奋的，”韦尔奇说。“我们会尽量往回走。我很想看到韦伯打破 Earendel 的距离记录。”

致谢：美国宇航局戈达德太空飞行中心，