晨星“Earendel”：哈勃望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)迄今為止最遙遠(yuǎn)恒星WHL0137-LS
（神秘的晨星地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：The Verge報(bào)道，由于哈勃望遠(yuǎn)鏡和一個(gè)巨大的哈勃恒星星系團(tuán)，天文學(xué)家們迄今為止所見(jiàn)過(guò)的望遠(yuǎn)廣州外圍（外圍經(jīng)紀(jì)) 外圍聯(lián)系（電話(huà)微信189-4469-7302）一二線城市快速安排上門(mén)外圍上門(mén)外圍女，全程90分鐘到達(dá)最遙遠(yuǎn)的恒星--或者可能是兩顆恒星--剛剛被揭示出來(lái)。天文學(xué)家們通過(guò)“引力透鏡”在在遠(yuǎn)離地球的鏡發(fā)今地方發(fā)現(xiàn)了這個(gè)恒星系統(tǒng)。像放大鏡一樣，現(xiàn)迄引力透鏡揭示了一些小而隱蔽的止最東西：一個(gè)來(lái)自早期宇宙的恒星系統(tǒng)。
這個(gè)遙遠(yuǎn)的遙遠(yuǎn)恒星系統(tǒng)的正式名稱(chēng)是WHL0137-LS，但是晨星發(fā)現(xiàn)它的天文學(xué)家給它起了個(gè)綽號(hào)“Earendel”，這個(gè)詞來(lái)自古英語(yǔ)，哈勃恒星意思是望遠(yuǎn) “晨星”或“晨光”。
根據(jù)《自然》雜志上一篇描述這一發(fā)現(xiàn)的鏡發(fā)今新論文的作者，我們今天看到的現(xiàn)迄Earendel系統(tǒng)是在大爆炸后僅僅9億年內(nèi)開(kāi)始發(fā)光的。在這些光到達(dá)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡之前，止最已經(jīng)過(guò)了整整128億年，遙遠(yuǎn)在引力的晨星幸運(yùn)作用下，這些光被放大成了哈勃圖像傳感器上的一小塊光子斑。Earendel比太陽(yáng)和地球早82億年，比我們星球的第一批動(dòng)物早121億年。
即使按照古代恒星的標(biāo)準(zhǔn)，Earendel也是非常突出的：天文學(xué)家觀察到之前的記錄保持者，綽號(hào)Icarus，因?yàn)樗霈F(xiàn)在94億年前--比這個(gè)新記錄保持者晚了34億年。即使是已知的最古老的超新星，通常是在浩瀚的時(shí)空中最明亮和最容易被發(fā)現(xiàn)的單個(gè)天體，也比Earendel年輕。廣州外圍（外圍經(jīng)紀(jì)) 外圍聯(lián)系（電話(huà)微信189-4469-7302）一二線城市快速安排上門(mén)外圍上門(mén)外圍女，全程90分鐘到達(dá)
Earendel的“家鄉(xiāng)”星系—Sunrise Arc，其名稱(chēng)來(lái)自于那個(gè)使這一發(fā)現(xiàn)成為可能的引力透鏡效應(yīng)。
約翰斯·霍普金斯大學(xué)的天文學(xué)家、《自然》雜志論文的主要作者Brian Welch說(shuō)：“這個(gè)星系看起來(lái)被放大了，被拉伸成一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的新月形，這是由于前景中一個(gè)巨大的星系團(tuán)的引力透鏡效應(yīng)。”
Welch告訴The Verge，他是在研究引力透鏡本身時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)Earendel的。引力透鏡，就像放大鏡一樣，往往會(huì)使圖像變形和扭曲，并有較高和較低的放大率區(qū)域。引力透鏡的使用比較棘手。
在引力透鏡中，有一條叫做“臨界曲線”的線，那里的放大率最強(qiáng)。通過(guò)引力透鏡看到的天體會(huì)被反射到臨界曲線上，出現(xiàn)多次。從我們?cè)诘厍蛏系慕嵌瓤矗鼈兣c曲線的線條越接近，它們就越被放大。
“我正在創(chuàng)建一個(gè)星系團(tuán)透鏡效應(yīng)的模型，目的是測(cè)量Sunrise Arc的放大率，”Welch說(shuō)。“模型一直在預(yù)測(cè)，弧線上的這個(gè)亮點(diǎn)應(yīng)該有極高的放大率。”
Welch意識(shí)到，這個(gè)亮點(diǎn)是一個(gè)與臨界曲線非常接近的天體--如此之近，如此之小，甚至哈勃銳利的“眼睛”也能將其加倍的反射圖像作為一個(gè)單一的污點(diǎn)來(lái)解決。離臨界曲線如此之近，也意味著不管它是什么，在到達(dá)哈勃之前，它已經(jīng)被放大了1000到40000倍之間。不管它在哈勃看來(lái)有多小、多微弱，事實(shí)上，它要小得多--在Sunrise Arc星系的規(guī)模上是很小的。
Welch說(shuō)：“隨著我對(duì)它的深入研究，我發(fā)現(xiàn)這個(gè)源頭太小了，除了一顆單獨(dú)的恒星（或雙星系統(tǒng)）外，不可能是其他任何東西。”
古老的宇宙
Welch和一個(gè)由合作者組成的大型國(guó)際團(tuán)隊(duì)花了三年半的時(shí)間，通過(guò)多次哈勃觀測(cè)研究Earendel，以確認(rèn)他們看到的是真實(shí)的東西，而不是光的瞬時(shí)效應(yīng)。
Welch說(shuō)，這種時(shí)間和努力是值得的，因?yàn)檫@些非常古老的恒星可以告訴我們關(guān)于宇宙歷史的事情。
Welch表示：“通過(guò)遙遠(yuǎn)的天體，我們看到了宇宙的過(guò)去，看到了宇宙看起來(lái)與今天非常不同的時(shí)期。我們知道星系在這個(gè)早期的時(shí)候看起來(lái)是不同的，我們也知道之前有相對(duì)較少的幾代恒星出現(xiàn)。”
恒星是我們宇宙中重元素的“工廠”，當(dāng)氫和氦等較輕的原子通過(guò)核聚變?nèi)诤显谝黄穑纬商肌⒀酢⑸踔凌F等較重的物質(zhì)時(shí)形成的。Welch說(shuō)，在我們宇宙歷史的那個(gè)早期階段，Earendel在其系統(tǒng)中可能很少有比氦氣更重的物質(zhì)。
Welch說(shuō)：“詳細(xì)研究這顆恒星為我們提供了一個(gè)新的窗口，了解這些早期的恒星是什么樣的，以及它們與附近宇宙中的恒星有何不同。”
詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）于2021年12月發(fā)射，目前正在為科學(xué)運(yùn)作做準(zhǔn)備。作者在論文中寫(xiě)道，它的光學(xué)系統(tǒng)比哈勃的更清晰，應(yīng)該能夠證實(shí)他們的結(jié)論，即Earendel是一個(gè)單一的恒星系統(tǒng)，而不是一個(gè)混雜在一起的恒星系統(tǒng)群。他們還希望看到Earendel是一顆單獨(dú)的恒星還是雙星系統(tǒng)，了解更多關(guān)于這顆恒星的溫度和質(zhì)量，以及其他屬性。
JWST將忙于完成一份科學(xué)愿望清單，正如The Verge之前報(bào)道的那樣，在天文學(xué)家們期待發(fā)射的這些年里，這份清單已經(jīng)變得很長(zhǎng)。這將包括研究系外行星以及古代宇宙--包括像Earandel這樣在黎明時(shí)分發(fā)光的恒星系統(tǒng)。
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（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：哈勃發(fā)現(xiàn)了有史以來(lái)最遙遠(yuǎn)的一顆恒星，其距離地球約129億光年。這顆恒星的光線是在宇宙大爆炸后不久發(fā)出的并被一個(gè)前景星系放大及被宇宙的膨脹拉長(zhǎng)。這顆恒星被稱(chēng)為Earendel，這顯然是一個(gè)古英語(yǔ)單詞，意思是“晨星”或“晨光”。
對(duì)于我們正在觀看的這顆恒星來(lái)說(shuō)，這很合適，因?yàn)樗谟钪骈_(kāi)始后僅有9億年。這使得它成為迄今為止被觀測(cè)到的最遙遠(yuǎn)的單個(gè)恒星--之前的紀(jì)錄保持者，一個(gè)名為Icarus的藍(lán)色超巨星距離它幾乎有40億光年。
也就是說(shuō)，這些數(shù)字會(huì)讓人有點(diǎn)困惑。Earendel的129億光年距離和Icarus的90億光年距離是以所謂的回溯時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)的，以現(xiàn)在為參考點(diǎn)。因此，Earendel的光線花了129億年才到達(dá)我們這里，但由于宇宙的膨脹，這顆恒星現(xiàn)在會(huì)遠(yuǎn)得多。
事實(shí)上，這種膨脹的速度是用來(lái)測(cè)量這種難以置信的距離的一個(gè)工具。當(dāng)光在宇宙中旅行時(shí)，膨脹的宇宙拉長(zhǎng)了它的波長(zhǎng)，這使它向光譜的紅色一端移動(dòng)。計(jì)算這個(gè)紅移可以顯示出光源有多遠(yuǎn)--紅移數(shù)字越大距離就越遠(yuǎn)。在這種情況下，Earendel的紅移是6.2，跟Icarus只有1.5的紅移相比，這絕對(duì)是巨大的。
雖然整個(gè)星系和星系團(tuán)在更遠(yuǎn)的地方也被看到，但要在這么遠(yuǎn)的地方看清單個(gè)恒星就難了。因此，天文學(xué)家們得到了一個(gè)更近的星系的幫助，由于其巨大的引力它使時(shí)空本身發(fā)生了扭曲。這使來(lái)自Earendel的光線彎曲并放大，然后，科學(xué)家們通過(guò)一種被稱(chēng)為引力透鏡的現(xiàn)象使哈勃看到它。
最終，天文學(xué)家們能估計(jì)出Earendel的質(zhì)量是太陽(yáng)的50倍以上。它有可能不是一顆孤獨(dú)的恒星，而是一個(gè)由兩顆恒星組成的雙星系統(tǒng)，但這并不影響從這么遠(yuǎn)的地方探測(cè)到它的成就。
天文學(xué)家們無(wú)法測(cè)量Earendel的其他屬性，如它的溫度、光譜及它究竟一顆還是兩顆恒星，但這些細(xì)節(jié)可能會(huì)被詹姆斯-韋伯太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，該望遠(yuǎn)鏡將在未來(lái)幾個(gè)月內(nèi)開(kāi)始觀測(cè)。
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來(lái)自巴爾的摩約翰-霍普金斯大學(xué)的天文學(xué)家、這項(xiàng)研究的論文第一作者Brian Welch表示：“我們一開(kāi)始幾乎不相信，它比以前最遙遠(yuǎn)的、紅移最高的恒星要遠(yuǎn)得多。”
之前的單星紀(jì)錄保持--Icarus，這顆巨大的藍(lán)色恒星存在于宇宙約40億年的時(shí)候。
研究人員認(rèn)為Earendel可能至少是我們自己太陽(yáng)的50倍且亮度高達(dá)數(shù)百萬(wàn)倍。值得注意的是，它并不是已知最古老的恒星。這一榮譽(yù)屬于一顆名為Methuselah的恒星。
Welch指出，在這樣的距離上，整個(gè)星系看起來(lái)像小污點(diǎn)的情況并不少見(jiàn)。為了克服這一限制，天文學(xué)家們依靠了一種被稱(chēng)為引力透鏡的技術(shù)。
在太空中，前景大質(zhì)量星系團(tuán)的引力拉伸并放大了背景星系的光線。這就像一個(gè)天然的放大鏡，進(jìn)而使得天文學(xué)家能研究星系的細(xì)節(jié)，否則以我們目前的技術(shù)是不可能看到的。
得益于地球和Earendel之間有一個(gè)巨大的星系團(tuán)--WHL0137-08，它實(shí)際上扭曲了空間結(jié)構(gòu)并放大了光線，所以我們才可以看到它。
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美國(guó)約翰斯·霍普金斯大學(xué)天文學(xué)家布萊恩·韋爾奇及其同事描述的這一天體被昵稱(chēng)為“埃蘭迪爾”（Earendel），來(lái)自一個(gè)意為“晨星”或“升起之光”的古英語(yǔ)詞。
研究人員利用引力透鏡——即遙遠(yuǎn)物體被較近物體放大的現(xiàn)象，揭示出這個(gè)星體可能是一個(gè)單星或雙星系統(tǒng)。研究團(tuán)隊(duì)報(bào)告說(shuō)，“埃蘭迪爾”的估計(jì)質(zhì)量超過(guò)太陽(yáng)的50倍，據(jù)計(jì)算紅移為6.2。紅移意為光在行進(jìn)中的“拉伸”程度，可用于推斷天體距離；數(shù)字越大，天體就越遠(yuǎn)（或在宇宙歷史中越早）。而科學(xué)家們過(guò)去觀測(cè)到放大單星的紅移較小，約為1—1.5。
該恒星的溫度、質(zhì)量和光譜性質(zhì)的確切細(xì)節(jié)尚不明確，研究人員希望詹姆斯·韋布望遠(yuǎn)鏡或能在未來(lái)提供這些信息。
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研究人員通過(guò)引力透鏡過(guò)程發(fā)現(xiàn)了這顆恒星。引力透鏡過(guò)程原理涉及一個(gè)相對(duì)較近的星系或星團(tuán)扭曲并放大來(lái)自較遠(yuǎn)物體的光，即遙遠(yuǎn)物體被較近物體放大的現(xiàn)象。就像一個(gè)透鏡，通過(guò)它我們可以看到天文物體，否則會(huì)太暗。
這顆新恒星所在的星系被稱(chēng)為“日出弧”，因?yàn)樗男螤钍怯梢ν哥R拉伸其光線形成的。研究人員將這顆新恒星命名為Earendel，該詞來(lái)自古英語(yǔ)——盎格魯-撒克遜人語(yǔ)言——意思是“晨星”或“旭日之光”。
目前，研究人員還不能確定這顆恒星通過(guò)透鏡作用被放大了多少，因此還不能確定該恒星的大小，但其質(zhì)量很可能是太陽(yáng)的50到100倍。
宇宙的加速膨脹意味著，雖然Earendel發(fā)出的光需要大約128億年才能到達(dá)地球，但它現(xiàn)在可能離我們大約277億光年。Welch表示：“我們的世界正回到一個(gè)與今天大不相同的時(shí)代。對(duì)這顆恒星的進(jìn)一步觀察可以讓研究人員準(zhǔn)確地確定早期宇宙中的恒星與最近形成的恒星有何不同。
根據(jù)Earendel的實(shí)際大小，它還可以幫助解決超大質(zhì)量黑洞在宇宙早期是如何形成的謎題。“如果它真的是一顆非常非常大的恒星，那么它可能會(huì)形成一個(gè)中間黑洞，成為超大質(zhì)量黑洞的種子。”Welch說(shuō)。
研究人員希望可以通過(guò)詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡來(lái)獲取進(jìn)一步的觀測(cè)信息，以研究Earendel真正的大小和溫度。目前，他們已經(jīng)獲得了詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)時(shí)間。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-022-04449-y