科学探索|天文学家使用哈勃发现迄今为止观测到的最遥远的恒星系统

据The Verge报道,由于哈勃望远镜和一个巨大的星系团,天文学家们迄今为止所见过的最遥远的恒星--或者可能是两颗恒星--刚刚被揭示出来 。天文学家们通过“引力透镜”在在远离地球的地方发现了这个恒星系统 。像放大镜一样,引力透镜揭示了一些小而隐蔽的东西:一个来自早期宇宙的恒星系统 。

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这个遥远的恒星系统的正式名称是WHL0137-LS,但是发现它的天文学家给它起了个绰号“Earendel”,这个词来自古英语,意思是 “晨星”或“晨光” 。
根据《自然》杂志上一篇描述这一发现的新论文的作者,我们今天看到的Earendel系统是在大爆炸后仅仅9亿年内开始发光的 。在这些光到达哈勃太空望远镜之前,已经过了整整128亿年,在引力的幸运作用下,这些光被放大成了哈勃图像传感器上的一小块光子斑 。Earendel比太阳和地球早82亿年,比我们星球的第一批动物早121亿年 。

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即使按照古代恒星的标准,Earendel也是非常突出的:天文学家观察到之前的记录保持者,绰号Icarus,因为它出现在94亿年前--比这个新记录保持者晚了34亿年 。即使是已知的最古老的超新星,通常是在浩瀚的时空中最明亮和最容易被发现的单个天体,也比Earendel年轻 。
Earendel的“家乡”星系—Sunrise Arc,其名称来自于那个使这一发现成为可能的引力透镜效应 。
约翰斯·霍普金斯大学的天文学家、《自然》杂志论文的主要作者Brian Welch说:“这个星系看起来被放大了,被拉伸成一个细长的新月形,这是由于前景中一个巨大的星系团的引力透镜效应 。”

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Welch告诉The Verge,他是在研究引力透镜本身时偶然发现Earendel的 。引力透镜,就像放大镜一样,往往会使图像变形和扭曲,并有较高和较低的放大率区域 。引力透镜的使用比较棘手 。
在引力透镜中,有一条叫做“临界曲线”的线,那里的放大率最强 。通过引力透镜看到的天体会被反射到临界曲线上,出现多次 。从我们在地球上的角度看,它们与曲线的线条越接近,它们就越被放大 。
“我正在创建一个星系团透镜效应的模型,目的是测量Sunrise Arc的放大率,”Welch说 。“模型一直在预测,弧线上的这个亮点应该有极高的放大率 。”
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Welch意识到,这个亮点是一个与临界曲线非常接近的天体--如此之近,如此之小,甚至哈勃锐利的“眼睛”也能将其加倍的反射图像作为一个单一的污点来解决 。离临界曲线如此之近,也意味着不管它是什么,在到达哈勃之前,它已经被放大了1000到40000倍之间 。不管它在哈勃看来有多小、多微弱,事实上,它要小得多--在Sunrise Arc星系的规模上是很小的 。
Welch说:“随着我对它的深入研究,我发现这个源头太小了,除了一颗单独的恒星(或双星系统)外,不可能是其他任何东西 。”
古老的宇宙
Welch和一个由合作者组成的大型国际团队花了三年半的时间,通过多次哈勃观测研究Earendel,以确认他们看到的是真实的东西,而不是光的瞬时效应 。