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看到更远的地方——迄今为止最遥远的恒星

2018-04-11 17:01 来源:ag游戏平台官网编辑整理
看到更远的地方——迄今为止最遥远的恒星

1990年,哈勃太空千里镜被送入近地轨道。从那以后,哈勃千里镜就成了最著名的太空千里镜,并观测到了许多人们前所未见的宇宙景象。尽管随后部署了一些旗舰千里镜——如开普勒太空千里镜、钱德拉X射线天文台和斯皮策空间千里镜,但哈勃仍在完成一些惊人的壮举。

例如最近一个天文学家团队用哈勃千里镜发现了迄今为止最遥远的恒星。这颗炽热的蓝色恒星位于一个星系群中,它在宇宙大爆炸后44亿年时就存在了。这颗恒星的发现,有望为早期宇宙中恒星和星系团的形成和演化以及暗物质的研究提供新的见解。

这一发现是由明尼苏达大学的帕特里克?凯利(Patrick Kelly)领导的国际科学家小组、西班牙的Cantabria研究所的何塞?迭戈(Jose Diego)和南卡罗莱纳大学(University of South Carolina)的史蒂文?罗德尼(Steven Rodney)共同完成的。他们一起观测了在2016年4月的星系团MACS J1149-2223中的遥远恒星,同时研究了超新星heic1525的爆炸。

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已知的最遥远恒星的合成图像

Credit: NASA & ESA and P. Kelly (University of California, Berkeley)

研究小组利用一种被称为引力透镜的技术,依靠星系团自身的总质量来放大来自超新星的光。然而,在寻找这颗超新星的同时,研究小组在这个星系的图像中发现了一个意想不到的光斑。正如帕特里克?凯利在哈勃近期的新闻发布中所解释:

与Refsdal超新星一样,这颗遥远恒星的光被引力透镜放大了,使得哈勃千里镜可以看到它。该恒星比我们研究的下一个恒星远(除超新星爆炸外)至少有100倍。

这颗名为透镜之星1(Lensed star 1)的恒星发出的光,是在宇宙大爆炸后44亿年发出的。光之所以能被探测到,是因为星系群为质量很大的致密天体,星系群的质量产生的微透镜效应使得从恒星发出的光被放大了2000倍。

有趣的是,研究小组也意想到这不是第一次观测到这颗恒星。在之前对2016年10月的银河星团的观测中,这颗恒星也被拍入照片之中——但当时并没有被注意到。

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星系团利用自身的质量来放大来自恒星的光

youtube links: Appearance of LS1

研究小组在发现了这颗恒星之后,他们再次利用哈勃千里镜获得了LS1的光谱,并确定它是一颗B型超巨星——一颗特别很是明亮的蓝色恒星,其质量约为太阳质量的几倍,亮度约为太阳的两倍。考虑到恒星的年龄,LS1是完全依靠自己被发现的。与此同时,这颗恒星将刷新天文学家对星系群的认识。

正如史蒂文?罗德尼所说,“我们知道微引力透镜是由恒星、中子星或恒星质量黑洞引起的”。因此,LS1的发现有助于天文学家研究这些看不见的天体,并估计它们存在于这个星系团中的数量。

作为宇宙中最庞大的结构,了解更多关于星系群的组成成分,也将提供关于宇宙整体构成的以及它是如何随时间演化的重要线索,这包括暗物质在宇宙演化过程当中发挥的重要作用。凯利解释说:

“如果按最近提出的那样,假设暗物质的一小部分由质量相对较小的黑洞组成,我们应该可以或许在LS1的光曲线上看到这一点。”我们的观测结果其实不支持暗物质是由这些质量大约是太阳质量30倍的原始黑洞构成的。

随着下一代千里镜的部署(如詹姆斯韦伯太空千里镜),天文学家们希望进一步了解宇宙中最早的恒星。这样的话,他们将可以或许了解更多在过去百亿年间星系演化的信息,并从中获得暗物质如何发挥作用的重要线索。与此同时,哈勃仍然在扩大我们对宇宙的理解方面发挥着至关重要的作用。

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引力透镜示意图

youtube links: Gravitational lensing

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作者:Matt Williams

翻译:临安

编排:临安

校对:elah、小弥弥子

『天文湿刻』牧夫出品

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太空之物——这是一个模拟每一个卫星、空间站、和巨大的太空垃圾绕地球轨道运行的网站

via UTA大一学生James Yoder

links: http://stuffin.space

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