时空皱褶帮助韦伯揭示了Earendel - 有史以来探测到的最遥远的恒星

2023年08月11日 16:30 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

美国国家航空航天局(NASA)的詹姆斯-韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)跟进了哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope)的观测结果,这是迄今为止在非常遥远的宇宙中探测到的最远的恒星,位于宇宙大爆炸后的最初十亿年内。韦伯的近红外相机(NIRCam)仪器显示,这颗恒星是一颗大质量的 B 型恒星,其温度是太阳的两倍多,亮度大约是太阳的一百万倍。

Sunrise-Arc-Webb-NIRCam-Image-1512x1536.webp

发现和观测

研究小组将这颗恒星命名为 Earendel,它位于日出弧星系中,只有在人类技术和大自然的共同作用下,通过一种叫做引力透镜的效应才能被探测到。哈勃和韦伯之所以能够探测到 Earendel,是因为它幸运地对准了由大质量星系团 WHL0137-08 产生的时空皱褶。这个星系团位于我们和Earendel之间,它是如此巨大,以至于扭曲了空间结构本身,产生了放大效应,使天文学家能够像放大镜一样透过星系团观察。

前往名为 WHL0137-08 的大质量星系团,那里有宇宙最初十亿年中已知的放大效果最强的星系:日出弧,以及在该星系中探测到的最遥远的恒星。这段旅程以天文摄影师藤井明(Akira Fujii)拍摄的地面图像开始,然后过渡到数字化巡天拍摄的图像。接下来,出现的是维克托-布兰科天文台暗能量相机拍摄的图像,最后视频来到詹姆斯-韦伯太空望远镜拍摄的星系团图像。

放大和记录

由于引力透镜的作用,星系中的其他特征会多次出现,而 Earendel 即使在韦伯望远镜的高分辨率红外成像中也只显示为一个光点。据此,天文学家确定该天体被放大了至少 4000 倍,因此非常小--这是迄今为止探测到的最遥远的恒星,在宇宙大爆炸后 10 亿年才被观测到。此前的最遥远恒星记录保持者是哈勃探测到的,在宇宙大爆炸后约 40 亿年观测到。另一个使用韦伯望远镜的研究小组最近发现了一颗引力透镜星,他们将其命名为"Quyllur",这是一颗在宇宙大爆炸 30 亿年后观测到的红巨星。

特征和伴星

像埃伦德尔这样大质量的恒星通常都有伴星。天文学家并不指望韦伯望远镜能发现 Earendel 的任何伴星,因为它们靠得很近,在天空中难以分辨。然而,仅根据 Earendel 的颜色,天文学家认为他们看到了一颗较冷、较红的伴星的蛛丝马迹。这道光被宇宙膨胀拉伸到比哈勃仪器所能探测到的波长更长,因此只有韦伯望远镜才能探测到。

Sunrise-Arc-Zoom-In-Webb-NIRCam-Image-1536x782.webp

这是WHL0137-08星系团的图像,其中包括日出弧星系,带有罗盘箭头、比例尺和色键。向北和向东的罗盘箭头表示图像在天空中的方位。请注意,相对于地面地图上的方向箭头(从上往下看),天空中的北方和东方之间的关系(从下往上看)是颠倒的。

这幅图像显示的是不可见的近红外光波长,这些波长已转化为可见光颜色。色键显示了采集光线时使用了哪些 NIRCam(近红外相机)滤光片。每个滤光片名称的颜色就是用来表示通过该滤光片的红外光的可见光颜色。图像下方的色键显示了制作图像时使用了哪些 NIRCam 滤光片,以及每个滤光片的可见光颜色。

图片来源:NASA、ESA、CSA、Dan Coe(STScI/AURA for ESA、JHU)、Brian Welch(NASA-GSFC、UMD)、Zolt G. Levay

日出弧的特征

韦伯的NIRCam还显示了"日出弧"中其他值得注意的细节。"日出弧"是迄今为止在宇宙最初的十亿年中探测到的放大率最高的星系。其中既有年轻的恒星形成区,也有较老的恒星簇,直径只有 10 光年。在贯穿Earendel星系的最大放大皱褶两侧,这些特征被引力透镜的扭曲所反映。形成恒星的区域似乎被拉长了,估计年龄不到 500 万年。Earendel两侧的小点是一个更古老、更成熟的星团的两幅图像,估计至少有 1000 万年的历史。天文学家确定,这个星团具有引力束缚,很可能一直存在到今天。这向我们展示了我们银河系中的球状星团在 130 亿年前形成时的样子。

正在进行的分析和未来的发现

天文学家们目前正在分析韦伯的近红外摄谱仪(NIRSpec)对日出弧星系和埃伦德尔星系的观测数据,这些数据将为星系的组成和距离提供精确的测量结果。

自哈勃发现 Earendel 星以来,韦伯还利用这种技术探测到了其他非常遥远的恒星,不过都没有 Earendel 星那么远。这些发现为恒星物理学打开了一个新的宇宙领域,也为研究早期宇宙的科学家们提供了新的课题。研究小组谨慎地希望,这可能是朝着最终探测到第一代恒星迈出的一步,这些恒星只由宇宙大爆炸中产生的原始成分--氢和氦组成。

对文章打分

时空皱褶帮助韦伯揭示了Earendel - 有史以来探测到的最遥远的恒星

1 (50%)
已有 条意见

    最新资讯

    加载中...

    编辑精选

    加载中...

    热门评论

      Top 10

      招聘

      created by ceallan