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玛土撒拉星(恒星)·描述:一颗看似比宇宙还老的恒星·身份:天秤座hd,一颗贫金属次巨星,距离地球约190光年·关键事实:估算年龄约145亿年,与138亿年的宇宙年龄存在,促使天文学家不断refe恒星演化模型和宇宙学参数。
玛土撒拉星:天秤座里的“时间悖论”
(第一篇幅·古老疑云)深夜的智利阿塔卡马沙漠,欧洲南方天文台的甚大望远镜(vlt)控制室里,咖啡杯在桌面上投下摇晃的影子。
我盯着光谱仪传回的曲线,指尖无意识敲打着键盘——这颗代号hd的恒星,像块烧红的炭,在我眼前灼出个问号。
它的光穿越190光年抵达地球,携带的信息却让整个天文学界陷入困惑:如果宇宙诞生于138亿年前,为何这颗星的“年龄”
算出来竟有145亿年?它后来被称为“玛土撒拉星”
,名字取自《圣经》中最长寿的老人(活了969岁)。
但这个昵称背后,藏着一个更宏大的谜题:当恒星的年龄似乎“超越”
了宇宙本身,我们该如何理解时间的刻度?一、沙漠夜观:一颗“不合群”
的暗星2013年春天,我作为欧洲南方天文台的研究助理,参与“银河系古老恒星普查”
项目。
目标是用vlt的uves光谱仪,分析天秤座区域数百颗暗星的金属含量——金属在这里指氢氦以外的元素,它们是恒星演化的“年轮”
。
hd最初只是列表上一个不起眼的目标:视星等72(肉眼勉强可见),距离190光年(在银河系尺度算“邻居”
),光谱型g0(类似太阳的黄白色)。
但当uves的光谱线在屏幕上展开时,我的呼吸停了一瞬:铁元素的吸收线淡得像被水洗过,钙、镁等重元素的谱线也几乎看不见。
“这星太‘干净’了,”
我对着对讲机喊,“金属丰度只有太阳的1250!”
项目组长皮埃尔博士凑过来,眼镜片上反射着光谱曲线:“贫金属星,而且是非常贫的那种。
查查它的亮度……”
数据库显示,hd的绝对星等(假设放在326光年处的亮度)是+34,比太阳亮15倍,但表面温度却只有5700c(太阳是5500c,略高一点)。
“温度不高却更亮?”
皮埃尔皱眉,“它不是主序星,已经进入次巨星阶段了——像太阳50亿年后那样,核心氢烧完,外壳膨胀。”
霍华德·邦德的“时间计算器”
要确定恒星年龄,天文学家有个“时间计算器”
:恒星演化模型。
就像根据树的年轮判断树龄,模型输入亮度、温度、金属丰度三个参数,就能推算出恒星从诞生到现在的“岁数”
。
hd的参数很特殊:亮度中等、温度偏低、金属极少——这正是宇宙早期恒星的典型特征。
1912年,美国天文学家亨利·诺里斯·罗素首次测量hd的视差(距离),算出它比太阳古老;1950年代,德国天文学家奥托·斯特鲁维通过光谱分析,确认它是贫金属星;但真正让它“出名”
的,是2013年霍华德·邦德团队在《自然》杂志发表的论文。
邦德是美国空间望远镜科学研究所的资深研究员,他用哈勃太空望远镜的精密导星传感器,重新测量了hd的视差——距离从之前的190光年修正为192光年(误差±5光年)。
结合vlt的光谱数据(金属丰度[feh]=-24,即铁含量是太阳的04),他输入恒星演化模型,得到一个惊人的结果:145亿年±7亿年。
“比宇宙还老7亿年。”
皮埃尔博士把论文摔在桌上时,我正泡第二杯咖啡。
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