科學家發現一顆比宇宙更古老的恒星,已有160億歲,怎麽回事?

科普大世界 2024-04-22 17:56:40

喜愛天文的朋友都知道,宇宙的年齡大約爲138億歲,因此宇宙中所有的天體的年齡都不可能超過這個年齡。但是在浩渺無垠的宇宙中,一顆編號爲“HD 140283”的恒星因其異常古老的特征而備受天文學家關注。

這顆恒星被親切地稱爲“瑪士撒拉星”,得名于聖經中壽命長達969歲的人物,暗示著它是一顆極爲古老的恒星。然而,瑪士撒拉星的年齡卻引發了一系列令人困惑的問題,它似乎比宇宙本身還要古老,這究竟是如何一回事呢?

瑪士撒拉星位于天秤座方向,距離我們約200光年。它的質量約爲太陽的0.81倍,半徑約爲太陽的2.04倍,處于即將進入巨星階段的亞巨星狀態。盡管其視星等僅爲7.2等,但憑借普通的天文望遠鏡,我們仍然可以一睹其風采。早在1912年,天文學家就發現了這顆特殊的恒星,隨後的觀測數據表明,瑪士撒拉星幾乎全由氫和氦構成,這一特征暗示了它的古老起源。

在宇宙的早期階段,比氫和氦更重的元素極爲稀少,因此,由幾乎純氫和氦組成的瑪士撒拉星很可能誕生于宇宙的早期階段。這一發現引起了天文學家的極大興趣,他們開始嘗試估算這顆恒星的年齡。然而,由于觀測水平的限制,瑪士撒拉星的年齡一直是一個未解之謎。

直到2000年,天文學家利用歐空局的“依巴谷高精視差測量衛星”傳回的數據,首次估算出瑪士撒拉星形成于大約160億年前。這一結果令人震驚,因爲宇宙本身的形成時間被普遍認爲是大約138億年前。這樣的估算結果引發了廣泛的困惑和質疑,因爲它似乎與我們對宇宙起源和演化的理解相矛盾。

爲了解開這一謎團,一個由賓夕法尼亞州立大學的天文學家霍華德·邦德帶領的研究團隊,仔細分析了哈勃太空望遠鏡多年的觀測數據,並通過多種科學測量方法重新評估了瑪士撒拉星的年齡。他們最終將這顆恒星的年齡估算爲139億年,盡管這一結果仍然比宇宙的年齡要大,但研究團隊認爲,在估算過程中存在7億年的不確定範圍。這意味著瑪士撒拉星的年齡最低可以低至132億年,從而避免了與宇宙年齡的直接沖突。

然而,並非所有人都對這一解釋感到滿意。一些科學家對“不確定範圍”的使用提出了質疑,認爲這種解釋方式顯得頗爲牽強。他們指出,這個範圍既可以用于減小瑪士撒拉星的年齡,也可以用于增加其年齡,而研究團隊選擇了減小年齡的方式以避免與宇宙年齡的沖突。

隨著觀測技術的不斷進步,新的問題又出現了。近年來,天文學家通過新的測量方法發現,“哈勃常數”可能比之前認爲的更大。哈勃常數描述了宇宙膨脹的速率,而宇宙的年齡正是基于這一常數計算得出的。如果哈勃常數的數值增大,那麽宇宙膨脹的速率就會加快,從而導致宇宙的年齡變小。

根據最新的估算,如果哈勃常數的取值爲74,那麽宇宙的年齡就大約是127億年;而如果取值爲82.4的話,宇宙的年齡更是可以低至114億年。這意味著,即使按照研究團隊給出的最低年齡估算,瑪士撒拉星仍然比宇宙本身還要古老。

瑪士撒拉星與宇宙年齡之間的悖論至今仍未得到完全解開。盡管天文學家們嘗試通過不同的方法和觀測數據來重新評估恒星的年齡和宇宙的膨脹速率,但這一謎團依然困擾著科學家們。

或許隨著未來觀測技術的進一步發展和新的科學理論的提出,我們能夠逐漸接近這個古老謎團的真相。在此之前,瑪士撒拉星將繼續在宇宙中閃耀,成爲天文學家們探索宇宙起源和演化曆程的重要線索之一。

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