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距离修正直接影响亮度计算:绝对星等从+34调整为+365(略亮一点),结合更精确的金属丰度([feh]=-233,比之前认为的高007),恒星演化模型输入参数变了,输出的年龄自然不同。
2021年,德国海德堡大学团队用盖亚数据+升级模型(加入非局部热动平衡效应)重新计算,结果让所有人松了口气:134亿年±6亿年。
2模型的“升级打怪”
恒星演化模型这十年也“长大”
了。
早期模型像“简笔画时钟”
,假设恒星内部物质均匀混合;新模型则是“3d动态时钟”
,考虑了非均匀对流(气体上下翻滚的不规则运动)、自转离心力(恒星旋转导致的形状变形)和磁场干扰(像太阳黑子一样的磁场斑块)。
“以前算年龄像用算盘,现在用超级计算机,”
参与模型升级的博士生安娜说,“我们把hd的光谱切成1000个切片,每个切片单独算能量传输,最后拼出完整年龄——就像给恒星做‘全身ct’。”
新模型发现,贫金属星的内部对流更弱,氢燃料消耗比预期慢5,这让年龄直接少了8亿年。
3宇宙年龄的“误差范围握手”
当hd的年龄修正为134亿年时,宇宙年龄138亿年的“误差范围”
正好接住了它——134亿年在138亿年±5亿年的区间内。
“这像两个人比年龄,以前一个说自己145岁,一个说宇宙138岁,吵得不可开交;现在前者承认自己算错了,其实是134岁,后者说‘哦,那咱俩差不多,都在误差范围内’。”
邦德在2022年的线上讲座里笑着总结。
二、宇宙早期的“化学快照”
:恒星光谱里的“创世余温”
年龄争议解决了,但玛土撒拉星的价值远不止于此。
它的光谱像张“化学快照”
,拍下了宇宙大爆炸后3亿年的元素分布——那是连詹姆斯·韦伯太空望远镜都难以直接观测的“黑暗时代”
遗迹。
1碳与氧的“指纹”
2019年,日本昴星团望远镜用高分辨率光谱仪重新分析hd,发现它的碳丰度[cfe]=+03(碳含量比铁高2倍),氧丰度[ofe]=+05(氧含量比铁高3倍)。
“这很奇怪,”
安娜指着光谱图,“宇宙早期应该是氢氦为主,重元素极少,碳氧怎么会比铁多?”
,!
团队后来意识到:hd诞生时,宇宙中已有第一代恒星(poputioniii)死亡。
这些“创世恒星”
质量巨大(100-300倍太阳),寿命仅几百万年,通过超新星爆发播撒碳、氧等轻元素,而铁主要来自更晚的超新星。
“它像吃了‘创世恒星’的剩饭,”
皮埃尔比喻,“碳氧是开胃菜,铁是主菜,结果它先吃了开胃菜,主菜还没上桌——所以它的碳氧比铁多。”
2锂的“失踪案”
第一篇幅提过hd没有锂元素,这在新模型里有了答案。
锂在宇宙大爆炸中产生,但早期恒星内部温度超过250万c时,锂会被质子“撞碎”
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