周三，研究人员宣布发现了有史以来观测到的最遥远的恒星。在《自然》杂志上发表的一篇关于这项发现的论文中，他们给这颗恒星起了个绰号 Earendel，来自古英语，意思是“晨星”或“冉冉升起的光芒”。来自厄伦德尔的光已经旅行了 129 亿年才到达我们身边，它在大爆炸后仅 9 亿年就开始了它的旅程。（由于宇宙的膨胀，当时 Earendel 距离年轻的银河系 40 亿光年，但我们现在相距 280 亿光年。）（或者，如果 Earendel 仍然存在，那肯定不会更长的时间。）
星星在一片天空中，肉眼看起来很空旷。但是用哈勃太空望远镜观察到——并且由于一种称为引力透镜的现象——看似空旷的空间被揭示出充满了遥远的星系，其中一个星团会弯曲来自更遥远、更古老的星系的光，包括这颗恒星。
该研究的首席研究员是约翰霍普金斯大学天文学和天体物理学博士生布莱恩·韦尔奇。我和他谈到了这一发现的意义，你如何在光斑中找到一颗恒星，以及引力透镜到底意味着什么。为了长度和清晰度，我们的谈话已经过编辑。
Jaime Green：你什么时候意识到你在这里有一个特别有趣的发现？
Brian Welch：这是一个缓慢的过程。我们知道这颗恒星所在的星系是一个被高度放大的星系。我们把它看作是天空上这条又长又细的弧线。通常对于一个引力透镜星系，你看到的弧线越长，它的放大率就越高。这是我们在早期宇宙中发现的最长的一个。所以我们知道它会很酷，但我们真的不知道它会如此有趣。然后当我创建一个放大倍数的模型时，它不断显示弧上的这一点将是一个非常极端的放大倍率。
我们花了一段时间才真正相信它。这太好了，不可能是真的。但经过双重、三重和四重检查后，它仍然坚持下去，它只是变成了这颗遥远恒星的真正令人敬畏的发现。
你不是在寻找个别的星星，因为你不希望能够看到它们，对吧？那么你在这项研究中寻找什么？
我们真的只是在看银河系。星星是上面的樱桃。
让我们回过头来谈谈镜头。你怎么能简单地解释引力透镜？
我将尽我所能。爱因斯坦的广义相对论告诉我们，质量会弯曲它周围的空间。想想蹦床上的保龄球，它只是弯曲了它周围的空间。当光线穿过这个弯曲的空间时，它会围绕这个真正巨大的物体弯曲。
这为我们做了几件事。它放大背景对象。它最终也会扭曲它们。引力透镜并不光滑，它们的形状不像您眼镜中的透镜那样完美地聚焦光线。这更像是从酒杯底部看，这就是为什么当我们把这些对齐恰到好处时，我们会得到这些长弧。就这颗特殊的恒星而言，它排列在一个如此完美的位置，以至于我们能够在这种非常极端的放大倍率下看到它。
你怎么知道它实际上是一颗星星？
当你有一个带透镜的物体时，你会看到它多次出现在天空中。这些多张图像是我们对不同点的镜头效果有多强的最佳约束。所以我做的第一件事就是在像这样的长弧内寻找多个图像，试图找到这个弧的哪些部分看起来相同。我一直在寻找那些对称性。然后我将这些输入到计算机模型中，然后计算出这些约束条件并计算出放大倍率有多大以及引力透镜内的质量在哪里。这些模型开始预测弧的这一部分必须是非常极端的放大倍率。
告诉我我是否有这个权利：这些模型的工作方式是你有计算机程序来模拟引力透镜的工作原理，并且你在等式的末尾插入图像。所以它需要那个扭曲的图像，模型会告诉你创建那个图像的原始对象？
差不多，是的。根据物体的颜色，我们可以知道它有多远。因此，通过位置和距离，它可以告诉我们光线实际弯曲了多少。然后，这反过来又会限制 [物体的] 质量和放大倍数之类的东西。
周三，研究人员宣布发现了有史以来观测到的最遥远的恒星。在《自然》杂志上发表的一篇关于这项发现的论文中，他们给这颗恒星起了个绰号 Earendel，来自古英语，意思是“晨星”或“冉冉升起的光芒”。来自厄伦德尔的光已经旅行了 129 亿年才到达我们身边，它在大爆炸后仅 9 亿年就开始了它的旅程。（由于宇宙的膨胀，当时 Earendel 距离年轻的银河系 40 亿光年，但我们现在相距 280 亿光年。）（或者，如果 Earendel 仍然存在，那肯定不会更长的时间。）
星星在一片天空中，肉眼看起来很空旷。但是用哈勃太空望远镜观察到——并且由于一种称为引力透镜的现象——看似空旷的空间被揭示出充满了遥远的星系，其中一个星团会弯曲来自更遥远、更古老的星系的光，包括这颗恒星。
该研究的首席研究员是约翰霍普金斯大学天文学和天体物理学博士生布莱恩·韦尔奇。我和他谈到了这一发现的意义，你如何在光斑中找到一颗恒星，以及引力透镜到底意味着什么。为了长度和清晰度，我们的谈话已经过编辑。
Jaime Green：你什么时候意识到你在这里有一个特别有趣的发现？
Brian Welch：这是一个缓慢的过程。我们知道这颗恒星所在的星系是一个被高度放大的星系。我们把它看作是天空上这条又长又细的弧线。通常对于一个引力透镜星系，你看到的弧线越长，它的放大率就越高。这是我们在早期宇宙中发现的最长的一个。所以我们知道它会很酷，但我们真的不知道它会如此有趣。然后当我创建一个放大倍数的模型时，它不断显示弧上的这一点将是一个非常极端的放大倍率。
我们花了一段时间才真正相信它。这太好了，不可能是真的。但经过双重、三重和四重检查后，它仍然坚持下去，它只是变成了这颗遥远恒星的真正令人敬畏的发现。
你不是在寻找个别的星星，因为你不希望能够看到它们，对吧？那么你在这项研究中寻找什么？
我们真的只是在看银河系。星星是上面的樱桃。
让我们回过头来谈谈镜头。你怎么能简单地解释引力透镜？
我将尽我所能。爱因斯坦的广义相对论告诉我们，质量会弯曲它周围的空间。想想蹦床上的保龄球，它只是弯曲了它周围的空间。当光线穿过这个弯曲的空间时，它会围绕这个真正巨大的物体弯曲。
这为我们做了几件事。它放大背景对象。它最终也会扭曲它们。引力透镜并不光滑，它们的形状不像您眼镜中的透镜那样完美地聚焦光线。这更像是从酒杯底部看，这就是为什么当我们把这些对齐恰到好处时，我们会得到这些长弧。就这颗特殊的恒星而言，它排列在一个如此完美的位置，以至于我们能够在这种非常极端的放大倍率下看到它。
你怎么知道它实际上是一颗星星？
当你有一个带透镜的物体时，你会看到它多次出现在天空中。这些多张图像是我们对不同点的镜头效果有多强的最佳约束。所以我做的第一件事就是在像这样的长弧内寻找多个图像，试图找到这个弧的哪些部分看起来相同。我一直在寻找那些对称性。然后我将这些输入到计算机模型中，然后计算出这些约束条件并计算出放大倍率有多大以及引力透镜内的质量在哪里。这些模型开始预测弧的这一部分必须是非常极端的放大倍率。
告诉我我是否有这个权利：这些模型的工作方式是你有计算机程序来模拟引力透镜的工作原理，并且你在等式的末尾插入图像。所以它需要那个扭曲的图像，模型会告诉你创建那个图像的原始对象？
差不多，是的。根据物体的颜色，我们可以知道它有多远。因此，通过位置和距离，它可以告诉我们光线实际弯曲了多少。然后，这反过来又会限制 [物体的] 质量和放大倍数之类的东西。
所以这是我们所见过的最遥远的恒星。你从它看到的光花了非常非常非常长的时间才到达我们这里。当这道光离开这颗恒星时，我们在太阳系中的位置发生了什么？我们的太阳还存在吗？
不，此时甚至连太阳都不存在。地球显然还没有形成。银河系看起来会大不相同。银河系中的恒星会少得多，而我们可以在附近看到的更小的星系可能会更多。银河系始于这个小星系，然后越来越多的小星系开始落入其中。它最终变成了这个非常大的物体，只是通过吞噬并与越来越多的小星系合并。
你希望从这颗星星身上学到什么，从更大的角度来看，从这颗星星身上学到什么会告诉我们什么？
我们知道，在早期宇宙中，较重的元素较少。第一代恒星被认为是由纯氢和少量氦组成的。一路回溯到早期的宇宙可能是提高我们对这些恒星如何形成的理解的一种方式。然后，如果我们碰巧发现这颗恒星几乎没有这些更重的元素，那将是另一个非常有趣的发现。
那么，弄清楚这颗恒星是否主要是氢和一点氦，是不是要测试我们对第一颗恒星的预测是否正确？或者是关于测试这是否是第一代恒星之一？
第一步是测试这是否是第一代恒星之一，如果我们能得出这个结论，那么它会跳到下一部分，即弄清楚这些恒星的样子并确定它们可能是如何形成的，并试图提高我们对它背后的物理学的理解。
热门跟贴