編號“HD 140283”恆星,竟然比宇宙還要古老?這顆金屬極為稀少

<strong>女作者丨黃金

歐洲空間局的"依巴谷高精視差測量衛星"在距離地球大約190光年遠的“天秤座”中,探測到了一顆奇怪的恆星,這顆恆星以每小時高達130萬公里的速度飛行著。觀測結果顯示,這顆恆星形成於160億年,通過宇宙微波背景輻射得知宇宙大約誕生於138億年前,而這顆編號為“HD 140283”的恆星,竟然比宇宙還要古老?這顆金屬極為稀少的恆星,它的主要成分是氫和氦,含鐵量極少,這樣的成分組合表明“HD 140283”一定是在鐵元素極為稀有的遠古時期形成的。但是這顆古老的恆星也不可能比宇宙年齡還要古老,所以要麼是恆星的年齡錯了,要麼是宇宙的年齡不對。

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“HD 140283”觀測數據

天文學家對“HD 140283”的年齡進行了反覆的驗算,整理出“哈勃太空望遠鏡”2003年至2011年間獲取的11組數據,這些數據記錄了恆星的位置、距離和輸出的能量,通過視差、光譜和光度測量,就可以得到一個更為準確的恆星年齡值。

“HD 140283”年齡值的不確定性,有一部分來自恆星距離值的精度誤差,例如能夠精確測出它的光度,就能夠算出它和地球之間的距離,也能更加精準地算出恆星“HD 140283”的年齡,恆星的光度值越大,它的年齡就越小。

天文學家還觀察了“HD 140283”恆星上的視差效應,通過6個月內地觀察內它在天空中的位移,這種位移是地球軌道的變化導致的,而這也能測量出它離地球的距離。

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恆星的理論模型本身帶有不確定性:

  • 模型能夠顯示恆星內核核聚變的反應速度,而恆星外殼中元素的擴散下沉也很重要,外殼中的剩餘氦元素下沉的很深,那麼參與核聚變的氫含量就會相應變少,燃燒消耗得快則恆星的壽命就會縮短。
  • 恆星的氧含量,“HD 140283”的氧和鐵比例比預計的要高,早期宇宙中的氧並不豐富,所以“HD 140283”的實際年齡確實更小一些。

通過這一系列的測算,科學家相信“HD 140283”誕生在144.6億年前,現在它比之前年輕了許多,但是依然比宇宙還要老,而2014年科學家又進一步縮小了這個數字,確定“HD 140283”誕生在142.7億年前,減少對這顆恆星的誤差7-8億年,那麼顆恆星就已經不再比宇宙更古老了。

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實際情況並沒有那麼簡單

古老恆星的年齡和宇宙年齡相近這一現象,它表明宇宙大爆炸的理論是正確的,觀測中總會存在不確定性,因此兩者的年齡實際上是互相吻合的。

2019年7月在加州聖巴巴拉科維裡理論物理研究所舉行的國際宇宙學會議中,科學家宣稱通過鄰近星系測出的宇宙年齡,要比通過宇宙微波背景測出的年齡要小很多,也就是說宇宙並非誕生在138億前,而是誕生在114億年前。

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參與研究的科學家中,包括2011年諾貝爾物理學獎得主“亞當·里斯”,這一結論是基於宇宙膨脹的觀點得出的,但是最新的發現表明宇宙膨脹的速度(哈勃常數),要比通過宇宙微波背景測出的高10%,根據宇宙微波背景測出的宇宙膨脹速度是每百萬的差距67.4(千米/秒),而新的觀測結果發現這個值實際上介於73(千米/秒)和77(千米/秒)之間,這就表明了,今天的宇宙膨脹速度和根據早期宇宙物理學特徵推算出的宇宙膨脹速度之間存在差異,已被接受的理論需要被重新評估,與暗物質和暗能量相關的謎團也因此變得更多,哈勃常數越大,宇宙的年齡就越短,如果哈勃常數是67.4(千米/秒),那麼宇宙應該誕生在138億年前,而如果是73(千米/秒)甚至像一些研究顯示的那樣高達77(千米/秒),將表明宇宙的誕生時間不會小於127億年前。按照上面的計算得出宇宙的誕生時間不會小於127億年前,那麼恆星“HD 140283”就再一次比宇宙還要古老了。

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2019年的一個新研究結果表明,哈勃常數是82.4(千米/秒),那麼宇宙誕生距今就只有114億年了,科學家認為要解決這一問題,還要看宇宙學如何發展,也許在宇宙動力學理論中還存在一些空缺,比如暗能量的強度,暗能量是宇宙膨脹的第一推力,恆星“HD 140283”的出現,雖然導致了宇宙的神秘感進一步擴大,但卻讓我們對宇宙的運作方式有了更深入的理解。

作者簡介:姓黃.名金,從事企業行政管理,90後(萌新作者進階計劃)女學員,科學領域文章創作者.

所獲榮譽:#宇宙的秘密#徵文比賽三等獎、#科學知多少#徵文比賽三等獎、#青雲計劃#文章獲獎者、

創作目的:每天毫無保留地發表一篇有關太空生物學(天文學、生物學、化學、物理學、地質學)等多門學科的交叉科學知識文章,歡迎關注,相互學習。


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