摘要:近日,科学家发布了一项令人振奋又谨慎的小心结论:詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)观测到的信号,可能来自宇宙中最早一批恒星——那群理论上只由氢和氦组成的“第一代恒星”。
近日,科学家发布了一项令人振奋又谨慎的小心结论:詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)观测到的信号,可能来自宇宙中最早一批恒星——那群理论上只由氢和氦组成的“第一代恒星”。
这是詹姆斯·韦伯太空望远镜和哈勃太空望远镜拍摄的星系团 MACS J0416 的合成图像。
如果这是真的,意义非常深远。第一代恒星(又称 Population III)并非普通恒星:在宇宙大爆炸后早期,它们被认为极为庞大、寿命极短,同时是重元素的最初制造者。正是它们的燃烧与死亡,把碳、氧、铁等“构建生命”的元素播撒到宇宙中,为后来的星系、行星乃至生命的出现创造条件。观察到它们,等于直接看到宇宙如何从“纯氢氦”走向元素丰饶的第一个步骤。
那么科学家是如何得出“可能看见第一代恒星”的结论?主要基于两点:JWST 的强大红外观测能力,以及天体物理学对“无金属、高温大质量恒星”应有的光谱与亮度特征的预测。远古宇宙的光,经宇宙膨胀而被拉长到红外波段,JWST 能在这个波段捕捉到极为微弱的光信号;同时,研究者还借助自然的“引力透镜”——前景大质量星系团对背景微弱光源的放大效应,把本来几乎看不见的目标放大到可测量的程度。基于这些技术与理论匹配,观测到的光谱特征与理论模型显示出相当的一致性,这才产生了“可能是第一代恒星或其遗迹”的判断。
这是哈勃望远镜拍摄的MACS J0416的另一张照片。照片中长长的彩色光带显示了引力透镜效应
但科学家们也非常谨慎地指出:目前还不能断言“确证”。天文学里的“可能性”很多,类似的高能或低金属信号,也有可能由年轻但并非零金属的恒星群、活跃星系核心或其它天体过程产生。确认这类发现,通常需要更多波段的观测、更多独立的光谱证据,甚至对同一区域的重复观测来排除替代解释。换言之,现在的结论是“有诱人的证据,但还需更多证明”。
即便如此,这一步仍不容小觑。若最终证实,科学家将第一次直接把望远镜对准宇宙最早的恒星族群,那将把我们对早期宇宙化学演化、星系形成速率、早期辐射场强度乃至宇宙再电离时期的理解提升到一个全新层级。更现实的意义是:我们将第一次在实测数据上看到,那些把宇宙“元素床”铺好的原始熔炉长什么样子,而非只靠方程与模拟推测。
研究者们也提醒公众要有耐心。天文学常以“谨慎再谨慎”为本,哪怕是最激动人心的初步信号,也会经过漫长的同行评议、独立复现与多波段交叉验证过程。科学史上不乏最初被当作重大发现的信号——后来被解释为仪器效应或背景来源的例子。因此,保持期待但不轻信,是理解这类“临界性发现”的最佳态度。
最后,有一点可以肯定:无论结果如何,JWST 已真正把我们带到了观测宇宙最早时代的边缘。它所捕捉到的每一缕红外光,都是通往宇宙童年的一条线索。现在科学家用最直接的方式在问:在宇宙的最初时刻,第一束光是什么样子?我们离答案,又近了一步。
来源:星秘空间