在浩瀚宇宙的深处,一颗名为Earendel的恒星正以它微弱的光芒,照亮着人类对早期宇宙的认知边界。2022年3月,美国国家航空航天局(NASA)宣布,哈勃空间望远镜捕捉到了这颗迄今为止人类观测到的距离最远、年龄最古老的恒星——它发出的光,在宇宙中旅行了129亿年,才最终抵达地球。这一发现刷新了此前由“伊卡洛斯”恒星保持的纪录,将人类目光延伸至宇宙大爆炸后仅9亿年的黎明时期。

一个偶然的宇宙“放大镜”

Earendel的发现堪称天文学上的幸运巧合。这颗恒星的官方编号为WHL0137-LS,但其发现者——来自科罗拉多大学博尔德分校的天文学家布莱恩·韦尔奇团队,更愿意用古英语词汇“Earendel”来称呼它,意为“晨星”或“黎明之光”。这个名字源自公元7世纪的古英语诗歌,象征着新一天的开始,恰如其分地呼应了这颗来自宇宙黎明时代的恒星。

要想看见Earendel,需要一种名为“引力透镜”的宇宙奇观。在哈勃望远镜的视野中,一个名为WHL0137-08的巨大星系团如同一枚天然的放大镜,其强大的引力场弯曲了周围的空间,也放大了背后更遥远天体的光线。Earendel恰好位于这个星系团背后一条极其狭窄的“聚焦线”上,其光线被放大了数千倍,这才使得哈勃望远镜在2016年至2019年的多次观测中,捕捉到了它那极其微弱的信号。

更令人惊叹的是,这种放大效果并非均匀分布——Earendel被拉伸成一道长长的弧线,像一颗璀璨的宝石镶嵌在星系团的光晕中。天文学家通过分析其光谱特征,确认它是一颗独立的恒星,而非此前猜测的星团或星系。

来自129亿年前的“陌生人”

红移值是衡量天体距离的关键指标,Earendel的红移值达到了惊人的6.2。这意味着在它发出光的那一时刻,宇宙的年龄只有当前138亿年宇宙年龄的不到十分之一。它所处的早期宇宙,刚刚完成氢和氦的合成,第一批恒星和星系正从原始混沌中诞生。

这颗恒星的体积估算为太阳质量的50到100倍,但如此巨大的恒星通常寿命短暂,仅有数百万年。这意味着,在今天我们观测到Earendel的光芒时,它本体可能早已在剧烈的超新星爆发中化为星尘。我们看到的,是一个129亿年前的“幽灵”——一个来自宇宙婴儿时代的古老信使。

科学意义:重新审视第一代恒星

Earendel的发现对于理解宇宙早期恒星的性质具有里程碑意义。此前,天文学家主要通过观测遥远星系来研究早期宇宙,但对单个恒星的研究几乎不可能,因为它们实在太暗、太远了。引力透镜的偶然机遇,让人类首次有机会近距离“审视”一颗宇宙早期的恒星。

初步分析显示,Earendel的化学成分与今天宇宙中的恒星有所不同——它可能只包含氢和氦,几乎不含更重的元素。这正是天文学家理论中“第三族恒星”的典型特征:宇宙第一批恒星由原始气体直接形成,没有经历前代恒星核聚变产生的重元素“污染”。如果这一点得到确认,Earendel将成为研究第一代恒星物理过程的绝佳样本。

韦伯望远镜的“接力赛”

哈勃望远镜已经完成了它的使命,但这并非故事的终点。2022年7月,韦伯空间望远镜正式投入科学观测,它以更高的灵敏度和红外波段的独特优势,被天文学家认为是研究Earendel的最佳工具。韦伯将能够捕捉到Earendel更详尽的光谱信息,测定其温度、质量和元素丰度,甚至可能辨认出它是否是一颗双星或者拥有行星系统。

布赖恩·韦尔奇在论文中写道:“Earendel宣告了人类观测能力的一个新纪元。它告诉我们,单颗恒星可以像星系一样,成为我们理解宇宙历史的关键窗口。”随着韦伯望远镜将目光投向这个方向,那颗名为“晨星”的遥远光点,或许终将向我们揭示宇宙青春时代最隐秘的故事。

在无边的黑暗中,人类的科学事业正如Earendel这个名字的寓意:哪怕只是微弱的一线光芒,也足以照亮探索前行的道路。晨星已现,黎明不远。