玛土撒拉星之谜,比宇宙年纪大的恒星,为啥它比宇宙存在时间久?
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孩子比妈还大,宇宙中竟存在这样一颗恒星,已经146亿岁,要知道宇宙才138亿岁。
这颗恒星就是玛土撒拉星,被美国航天局用哈勃望远镜检测出,那么科学家是如何测量出如此高寿的恒星?
玛土撒拉星是否是上个宇宙的遗物?是否能通过它揭开宇宙的前世今生?
天体发现
玛土撒拉是《圣经》中的一个长寿老人,他是诺亚的祖父,书中记载他活了969岁,所以现在的人们经常用玛土撒拉来命名各个领域高寿的事物。
要知道现如今地球是45.4亿岁,太阳是46亿岁,宇宙是138亿岁,玛土撒拉星竟然可以达到146亿岁。
孩子比妈还要大,这可是颠覆了人们的日常认知。也让科学家们充满疑惑,因为这可能导致宇宙大爆炸理论错误。
要想破解玛土撒拉星的秘密,首先就是要知道人们是如何发现它的,以及它的基本情况。
原来早在1912年,玛土撒拉星就引起科学家们的注意。玛土撒拉星的编号是HD 140283,在天秤座方向,距离我们200光年,说不定在夜晚抬头,你还可以看到这个“长寿老人”散发着光明。
当时的天文学家们只检测出玛土撒拉星几乎是由氢和氦两种物质构成,但由于技术有限对它具体的年龄还是无法检测出。
早期宇宙几乎就是由氢和氦构成,所以玛土撒拉星就是早期宇宙的产物,具有代表意义,是天文学家的重点监测对象。
科技不断进步,在2000年时,欧空局依靠卫星传回的数据,对玛土撒拉星的年龄进行初步估算。
随后,宾夕法尼亚州立大学利用哈勃望远镜检测玛土撒拉星八年的数据,又对它的年龄进行进一步估算,这才有了初步数据——139亿岁,这个结果已经比宇宙存在的时间还要古老。
这个科研团队就对外宣布,数据有7亿年的偏差,所以玛土撒拉星还是在宇宙诞生之后才诞生。
科学实验讲究的是严谨,所以有物理学家就跳出来质疑,7亿年也有可能是加7亿年,玛土撒拉星应该是146亿岁。
这位物理学家又带着自己的团队进行研究,研究表示原来宇宙的年龄可能更加年轻,而玛土撒拉星就是在宇宙诞生之前就存在。
现在还没有更加合理的解释出现,所以玛土撒拉星比宇宙出生早的结论得到广泛认可。
这时就有人们要发出疑问了,宇宙无边无际究竟是怎么样计算它的年纪,玛土撒拉星的年纪又是如何得出的呢。
原来宇宙是处于一个膨胀状态,在最开始就是一个密度大温度高的状态,所以模拟宇宙状态,直到它变成一个密度极致大温度极致高的状态,就可以得到它的年龄。
如同我们人类婴儿出生一样,就是由最开始小小的球体,不断膨胀发育有了四肢并长大成人。宇宙和天体也同理,通过观察它的膨胀状态我们就可以得知它的年纪。
在计算宇宙星体年龄时还有一个重要的数值——“哈勃常数”,这是由美国天文学家埃德温·哈勃提出。
他在研究遥远星系的光谱时发现,几乎所有的星系都在远离地球,离得越远就逃跑的越快,难道是所有星系都想孤立地球。
其实不然,是宇宙处在一个膨胀的状态下,所有星系之间的距离不断拉大。
根据哈勃望远镜观测的数据,他计算出“哈勃常数”,常数越大宇宙的年龄就会越小。
宇宙年龄的测量存在偏差,但恒星的年龄计算就比较简单。因为科学家可以根据恒星的质量、温度、体积等等计算出它的年纪。
恒星也如同我们人类一样,有幼年期,成年期和老年期,地球现在就正处于成熟阶段。在恒星衰老后可能会爆发成为超新星,也有可能坍塌成中子星和黑洞。
如果恒星质量越大那么就衰老的越快,因为越大的恒星所需要消耗的燃料就越多,会不断加速衰亡。
玛土撒拉星长寿的秘密
长寿是从古至今人类一直追求的事情,如今哪里出现一名长寿老人就会引起社会的广泛关注。所以,同理玛土撒拉星的长寿引起科学家们的关注,是否能让地球也延年益寿。
第一个原因是玛土撒拉星的低金属含量。与玛土撒拉星相似的天体是太阳,它们质量和表面温度相同。
不同的是玛土撒拉星的亮度是太阳的四倍,半径是太阳的两倍,如此高消耗下,竟然还要比太阳长寿。
这是因为玛土撒拉星属于第一代恒星,内部几乎由氢和氧构成,不含重元素。重元素会加剧天体内部的核聚变,消耗更多的燃料,加速其衰老。
而低金属会减缓其核聚变反应,从而延长其寿命。玛土撒拉星内部的铁含量是太阳的二百零五分之一,极低的金属含量确保它可以长寿。
太阳属于第二代恒星,玛土撒拉星是现在已知宇宙中唯一的第一代恒星,所以研究它长寿的秘密有望揭开宇宙最初的形态。
第二个原因就是玛土撒拉星适中的质量和光度。这让其内部的核聚变反应能维持较长的时间,就如同人一样有一个正常健康的身体才是长寿的基础。
所以玛土撒拉星基础打得好,才让它得以长寿。
除了玛土撒拉星本身的原因,还有科学家反思是不是自己计算错误,才让它如此长寿。
首先是观测存在误差,天文学家们利用距离和视觉亮度来计算恒星的年纪,恒星越亮就越有活力证明越年轻,这种视觉观测法会存在很大的误差,随着恒星位置变化会存在不同。
其次是理论模型不匹配,因为科学家是运用第二代恒星年龄的测量方法,来计算第一代恒星玛土撒拉星的年纪,所以在理论模型上就对不上号,还是存在一定的误差。
科学家邦德的团队就提出这样的理论模型,恒星向外层扩散的氦越深,其内部消耗的氢就越少,所以说恒星应该是更加年轻才对。
最后是玛土撒拉星中氧含量较高,在宇宙形成后的几百万年中,氧气一直是稀有气体,但玛土撒拉星上竟然富含这么多氧气,所以它极有可能在宇宙诞生后出现,年纪会更加年轻。
作为宇宙中稀有的第一代恒星,随着对其研究的不断深入,有利于破解更多恒星年纪的问题,也有利于研究早期宇宙的奥秘。
宇宙的亲姊妹
除了玛土撒拉星,宇宙还有个亲姊妹,它见证了宇宙从无到有,它诞生时地球还没有成型。
它就是恒星“SMSS J031300.36-670839.3”,年龄为136亿岁,与宇宙年纪相仿。
它处于银河系内,距离地球三万光年,是在2014年被澳大利亚的天文学家检测到。
其内部构成与玛土撒拉星不同,由锂、碳、镁和钙元素构成,所以人们认为它是第一代恒星的后代,且与第一代恒星生活时间相似,有利于对其进行研究。
对于恒星中钙元素的由来科学家们十分困惑,经过我国科研人员在地下最深的实验室数年来艰苦研究,终于攻克这一难关,他们发现钙来源于碳氮氧循环的突破反应。
这一研究发现有利于对第一代恒星模型进行研究,是核天体物理学研究的一大步,受到外国无数科学家的认可。
这颗恒星见证了宇宙的成长史,与玛土撒拉星有着同样重要的地位。
你认为宇宙大爆炸理论正确吗?玛土撒拉星真的比宇宙年纪更大吗?
【信源:央视网】
央视网《宇宙究竟多老?最新估计267亿岁》链接:
https://www.toutiao.com/article/7256598564325900800/?channel=&source=news
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