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宇宙最瘋狂的十顆恒星

生活 更新时间:2024-07-08 17:52:26

1989年,ESA的“依巴谷高精視差測量衛星”發射升空,該衛星在太空中工作了大約6年,期間為我們傳回了大量的高精密度天體位置數據以及測光數據,從而讓我們人類對宇宙深空中的那些恒星有了更進一步的認知,然而就是這些數據,引出了一個令人困惑的謎題——“瑪士撒拉星”之謎。

宇宙最瘋狂的十顆恒星(這顆恒星卻存在了144.6億年)1

在2000年的時候,科學家根據“依巴谷高精視差測量衛星”的測量數據,計算出有一顆編号為“HD 140283”的恒星居然已經存在了160億年,随後人們将其稱為“瑪士撒拉星”(注:“瑪士撒拉”是《聖經》裡記載的一個活了969年人物,在西方常被用來當作長壽的代名詞)。

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“瑪士撒拉星”的直徑約為太陽直徑的1.4倍,位于天秤座,距離地球隻有大約186光年(上圖箭頭所指位置),視星等為7.205等。

要知道宇宙才138億歲,很顯然,“HD 140283”的壽命遠遠超過了宇宙本身的年齡,這就令人奇怪了,宇宙中怎麼會存在比宇宙本身還要古老的恒星呢?

為了解開“瑪士撒拉星”之謎,一個由賓夕法尼亞州立大學的天文學家霍華德.邦德領導的研究團隊對此進行了深入的研究,利用哈勃太空望遠鏡從2003年到2011年對大量恒星的觀測數據,他們對相關的計算進行了全面的優化,得出的計算結果是,“瑪士撒拉星”的實際年齡應該是144.6億歲。

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(哈勃太空望遠鏡)

可以看到,看上去問題依然沒有得到解決,宇宙才138億歲,這顆恒星卻存在了144.6億年,這應該如何解釋呢?對此霍華德.邦德研究團隊指出,他們的計算結果隻是一個估算值,這允許存在8億年的誤差,144.6億年減去8億年之後,就是136.6億年,剛好就比宇宙本身的年齡小。

盡管這樣的解釋似乎還說得過去,但并不令人滿意,比如說伯明翰阿斯頓大學的物理學家羅伯特.馬修斯就曾經提出質疑:你說存在8億年的誤差,是代表144.6億年這個估算值既可以減8億年,也可以加8億年,而“瑪士撒拉星”的年齡必須剛好是這個計算值的下限才可以比宇宙本身的年齡小,這是不是也太巧了?

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2013年,霍華德.邦德研究團隊公布進一步的研究結果,即這個估算值應該是139億年,而這個估算值允許存在7億年的誤差,也就是說,“瑪士撒拉星”的實驗年齡最低可以是132億歲,至此“瑪士撒拉星”之謎似乎已經被解開了。

然而事實卻并非如此,在2019年7月的國際宇宙學家大會上,科學家對宇宙本身的年齡提出了新的看法,因為新的觀測資料顯示,宇宙本身的年齡應該比之前計算出的138億年還要小。

我們都知道,宇宙自從誕生以來就一直在膨脹,并且兩個天體之間的距離越遠,它們之間因為宇宙膨脹而互相遠離的速度就越高,因此我們通過測量宇宙現在的膨脹情況,就可以計算出宇宙本身的年齡。

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在過去的日子裡,科學家根據來自普朗克太空望遠鏡的數據,計算出宇宙的膨脹速度為67.8±0.77(km/s)/Mpc,這個值被稱為“哈勃常數”,其中的Mpc是指百萬秒差距,大約為326萬光年,意思就是說,對于觀測者而言,距離每增加326萬光年,天體因為宇宙膨脹而退行的速度就會增加67.8±0.77公裡,根據這個數值,科學家計算出了宇宙的年齡為138億年。

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(普朗克太空望遠鏡)

但随着觀測水平的日益提高,科學家發現“哈勃常數”比之前測量的還要大一點,近幾年的測量結果顯示,“哈勃常數”最低都在74(km/s)/Mpc左右,而最高則達到了82.4(km/s)/Mpc。根據計算,如果“哈勃常數”為74,那麼宇宙本身的年齡就應該是127億歲,而如果是82.4,那麼宇宙就隻有114億年的曆史。

我們可以看到,按照新的計算結果,即使“瑪士撒拉星”的年齡是132億歲,它依然是一顆比宇宙本身還古老的恒星,由此可見,到目前為止,“瑪士撒拉星”之謎還是沒有完全解開。對此科學家認為,這可能有兩個原因,一是我們的觀測數據不夠精确,二是我們現有的宇宙演化模型不夠全面、甚至還有可能是錯誤的,具體是怎麼回事,還有待進一步的研究。


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