
2022 年,哈伯太空望遠鏡觀測到一顆極其遙遠的天體,命名為 Earendel,是魔戒系列小說中「晨星」之意,認為是宇宙大爆炸後 9 億年形成的恆星,而當時宇宙的年齡只有目前的 7%。
然而,最新研究指出,這個宇宙深處的亮點可能並非一顆孤立的恆星,而是多顆恆星組成的緊密星團。這一發現不僅顛覆了人們對Earendel的最初想像,也為天文學家如何解讀早期宇宙的觀測帶來新挑戰。
Earendel位於一個被稱為Sunrise Arc的遙遠星系,距離地球約129億年。由於介於我們與該星系之間的巨大星系團產生了重力透鏡效應,將其光芒放大至少4,000倍,使得哈伯望遠鏡得以首次捕捉到這顆天體的影像。
如果一顆恆星或星系恰好位於這些區域之一的旁邊,它的影像就會被放大數百甚至數千倍,比正常情況下更明亮。而Earendel似乎就位於這些最佳位置之一附近,這就是為什麼我們能夠看到它,即使它距離我們近129億光年。這種近乎完美的排列極為罕見,這使得天文學家開始考慮單顆恆星以外的其他解釋。
▲ Earendel的放大影像。(Source:NASA/ESA/CSA/STScI)
研究團隊使用韋伯望遠鏡重新觀測Earendel,透過近紅外相機(NIRCam)的資料分析其亮度和大小,得出結論是Earendel可能是一顆質量巨大的恆星,其溫度是太陽的兩倍多,亮度大約是太陽的百萬倍。天文學家也從Earendel的顏色中發現了一顆溫度較低的伴星存在跡象。
而從近紅外光譜儀( NIRSpec)的光譜數據,研究Earendel的年齡和金屬含量,觀察其光譜,該譜線基本上顯示了其亮度在不同波長範圍內的平滑變化,這種模式與星團的預期模式相符,至少也與多顆恆星的合光模式相符,但有天文學家認為新的數據不足以證實Earendel是一個星團,因在NIRSpec的光譜解析度下,透鏡恆星和星團的光譜可能非常相似。
因此,在對這些高度放大的天體進行分類時,必須考慮所有可用的資料。研究人員僅探索了星團的可能性,但並未調查所有可能的情況,例如Earendel是單顆恆星或多顆恆星系統,並比較結果,但若只考慮星群假設,研究範圍就會受到了限制。
解開Earendel之謎的關鍵在於監測重力微透鏡效應,重力微透鏡效應是重力透鏡效應的一種子類,指的是當較近的物體經過並排列在其前方時,會暫時扭曲遠處物體的影像。當遠方天體較小,例如恆星、行星或恆星系統時,重力微透鏡效應所導致的亮度變化比較大的星團更明顯。
未來,天文學家將透過韋伯望遠鏡以及更先進的重力透鏡模型,持續追尋這些微弱卻珍貴的早期星系與星團訊號,進一步揭開Earendel的神祕面紗。
相關研究成果發表於《The Astrophysical Journal》期刊。
(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:NASA, Public domain, via Wikimedia Commons)