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人類自誕生以來就在思考宇宙,但我們或許從未想到,還有比宇宙更古老的存在。這是件不可思議的事,在上個世紀,一個驚人的發現使它變為現實——科學家發現Methuselah星球比宇宙更古老。
Methuselah星球是什麼?
數位化巡天圖像確定了我們星系中最古老星球的年齡。| 圖源:Space.com
許多年來,天文學家一直在觀測天秤座中位於地球大約190光年的Methuselah星球。它以八百萬英裡每小時的速度在宇宙快速穿梭。然而,它為科學家和天文學家廣泛知曉的原因是它具備不同於其它星球的特徵:它比整個宇宙更古老。
2000年,科學家通過歐洲航天局(ESA)的伊巴谷衛星觀測到了這個神秘的星球,並估測它存在了160億年,這個年齡相當令人震驚與困惑。
賓夕法尼亞州立大學的天文學家霍華德·邦德(Howard Bond)認為宇宙微波背景下宇宙的年齡是138億年,要比Methuselah星球存在得晚。Methuselah的古老是可以確定的,因為亞巨星主要由氫和氦組成,含鐵量很少。但它可能比宇宙存在得更久嗎?
有可能的,因為星球的構成意味著當鐵在宇宙中廣泛存在之前,這顆星球就已經形成了,表明它是有可能比宇宙更古老的。
Methuselah星球(HD 140283)銀河系圖像可視化 | 圖源:Space.com
它怎麼會比宇宙更古老呢?
如上所述,Methuselah星球主要由氫和氦組成,含鐵量很少。這表明,鐵在宇宙中廣泛存在之前,這個星球就形成了。但是因為相關研究不多,人們對此還不確定。
圖像精確地顯示了HD 140283(Methuselah星球)在宇宙中的位置。| 圖源:HubbleSite
因此,邦德和同事檢驗了最初估測其存在的160億年的準確性。他們整合了2003年到2011年之間哈勃太空望遠鏡精密指向傳感器記錄的十一組觀測結果,研究了星球的距離和能量輸出。通過測量視差、光譜和光度,能夠更好地確定Methuselah星球的年齡。
歐洲航天局組建的伊巴谷衛星 圖源:NASA Science
進行研究後,邦德和他的同事估測星球的年齡是144.6億年,相較之前的年齡大幅縮短了。這仍比宇宙的年齡要長,但科學家對這相差的8億年持不確定的態度,邦德表示:「將星球年齡與宇宙進行比較,這本就是不完美的研究。」
即便一些科學家和人對此表示質疑,邦德和同事仍聲稱Methuselah星球比宇宙古老是有可能的,這歸因於包括精確距離在內的幾個因素。如邦德所說:「知道距離很重要,這有助於確定光度,從而體現年齡——固有光度越亮,星球就越年輕。」如果科學家能確定星球的光度,它的年齡就會更清晰地體現出來。
邦德還說「星球的理論模型中有許多不確定性,例如核心核反應的精確速率和外層擴散元素的權重。」這表明核心核反應速率在確定星球的年齡上有關鍵的作用。
因為宇宙仍在不斷膨脹,至今,科學家們一直在爭論宇宙的年齡,但根據我們粗略估計的138億年來看,Methuselah星球更古老些,也可能是計算中可能存在重大錯誤,或是遺漏了關鍵要素。
宇宙時間軸 圖源:CERN Courier
HD 140283年齡的謎團關聯到更宏觀、科學性更複雜的事物,這改變了我們對宇宙運行方式和年齡的認知。目前,我們只能從計算和觀測中判斷Methuselah星球更加古老,但總有一天我們就能夠用更科學的方法更精確地判斷Methuselah星球的年齡,為自己解惑。
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