天文学家发现了恒星中的玛土撒拉——一颗位于我们太阳系附近的居民,它至少有 132 亿年的历史,形成于大爆炸后不久。
“我们认为这颗恒星是宇宙中已知年龄最古老的,并且其年龄得到了很好的确定,”宾夕法尼亚州立大学帕克分校的霍华德·邦德说。他于 1 月 10 日在加利福尼亚州长滩举行的美国天文学会会议上宣布了这一发现。
这颗古老的恒星,被称为 HD 140283,距离我们的太阳系相对较近,只有 186 光年,并且已经被天文学家研究了一个多世纪。研究人员早就知道,该天体几乎完全由氢和氦组成,这是宇宙早期形成的标志,那时连续几代恒星还没有机会形成更重的元素。但没有人确切知道它有多老。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻工作 订阅。通过购买订阅,您将有助于确保有关当今塑造我们世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。
确定恒星的年龄需要几个步骤。首先,该团队使用哈勃太空望远镜的精细制导传感器在 2003 年至 2011 年间记录的 11 组观测数据,对恒星的距离进行了新的、更精确的测定。这些传感器测量目标恒星相对于参考恒星的位置。在测量了恒星的距离和它在天空中显示的亮度后,天文学家能够以非凡的精度计算出恒星的固有光度。
然后,该团队利用了 HD 140283 已进入其核心氢耗尽的阶段这一事实。邦德说,在那个阶段,恒星缓慢变暗的光度是其年龄的高度敏感指标。他的团队计算出该恒星有 139 亿年的历史,误差约为 7 亿年。在实验误差范围内,该年龄与宇宙的年龄 137.7 亿年并不冲突。
因此,这颗恒星的年龄至少为 132 亿年——这是另一个已知的玛土撒拉的年龄——并且可能更老一些。邦德说,它的年龄的确定性也比之前的情况好得多。
然而,这一发现确实对早期恒星的形成施加了限制,德克萨斯大学奥斯汀分校的 Volker Bromm 说,他没有参与这项研究。他指出,第一代恒星是由原始气体凝聚而成的,这些气体中没有比氦更重的元素。这意味着,HD 140283 虽然很老,但它的化学成分(一种低但非零的重元素丰度)表明该恒星一定是在第一代恒星之后形成的。
因此,Bromm 说,形成第二代恒星的条件“一定很早就到位了”。他指出,在标准情景中,第一批恒星在大爆炸后几亿年内凝聚而成。第一代恒星质量巨大且寿命短暂,在超新星爆炸中死亡,加热了周围的气体,并注入了更重的元素。
但在第二代恒星形成之前,这些气体必须冷却下来。第二代恒星 HD 140283 的早期年龄暗示,第一代和第二代之间的冷却时间或延迟可能非常短,也许只有几千万年,Bromm 指出。