在数十亿光年外的“宇宙龙”中看到的破纪录的恒星宝藏

在将我们与早期宇宙分隔开来的时空鸿沟中，我们所能看到的东西是有限的。穿越数十亿光年的光从如此遥远的地方发出，以至于在黑暗中看到像星系一样明亮的东西都是一项挑战。

人类的努力现在已经突破了这些限制，使用詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST） —— 在一个星系的外围分辨出40多颗单独的恒星，这个星系的光花了将近65亿年的时间穿越时空到达我们这里。

亚利桑那大学的天体物理学家孙凤武（音译）说：“这一突破性的发现首次证明，研究遥远星系中大量的单个恒星是可能的。”

“虽然之前用哈勃太空望远镜进行的研究发现了大约七颗恒星，但我们现在有能力解析以前超出我们能力范围的恒星。重要的是，观察更多的单个恒星也将帮助我们更好地理解这些星系和恒星透镜平面上的暗物质，这是我们以前观察到的少数单个恒星无法做到的。”

尽管来自遥远星系的恒星通常太小而无法单独观测，但由于广义相对论所描述的时空怪癖，我们确实偶尔会看到一些异常的恒星。

在具有强大引力场的足够大的质量周围，时空本身就会弯曲和翘曲 —— 就像蹦床的垫子在保龄球下弯曲一样。任何穿过这个扭曲时空的光都会被扭曲、复制和放大，这种效应被称为引力透镜效应。

“龙弧（Dragon Arc）”是横跨天空的一抹光，就像一条中国龙，它的头和尾是由同一个遥远螺旋星系的不同图像组成的。

这种错觉是由一个名为“Abell 370”的巨大星系团周围的空间引力扭曲造成的，该星系团距离我们只有40亿光年。尽管更远的光到达我们的时候有点混乱，但天文学家能够对引力透镜过程进行反向工程，看到背景星系，就像他们在没有模糊的情况下看到的那样 —— 还有额外的放大效果。

但这还不是全部。在Abell 370星团的星系之间的空间里，有许多孤立的恒星独自漂浮着。每颗恒星都有能力增加自己的额外透镜效应，这种现象被称为微透镜效应。

引力透镜以前曾被用来解析遥远宇宙中的单个恒星。利用流氓星团内恒星的微透镜，日本千叶大学天文学家Yoshinobu Fudamoto领导的一个团队能够在龙弧的昏暗光线中分辨出前所未有的44颗恒星。

“当我们发现这些单独的恒星时，我们实际上是在寻找一个背景星系，它被这个巨大的星团中的星系透镜放大了，”孙凤武说。

“但当我们处理数据时，我们意识到似乎有很多单独的星点。这是一个令人兴奋的发现，因为这是我们第一次能够在如此遥远的地方看到如此多的单个恒星。”

有了这些信息，研究小组发现，龙弧中的许多恒星都是红超巨星 —— 在生命末期的巨大红色恒星，随着燃料的减少而膨胀。这些恒星比那些通常在巨大的星系间距离上分辨出来的恒星更冷、更红，这些恒星往往是大、明亮、炽热的蓝白巨星。

这些信息告诉了我们一些关于离我们很远的星系的演化。因为红超巨星温度较低，所以它们往往比热恒星更难被观测到。JWST看到红光的能力使它在寻找其他仪器范围之外的物体方面具有优势。

JWST的进一步观测预计将揭示更多隐藏在数十亿光年外的龙弧模糊光线中的恒星。

这项研究发表在《自然天文学》杂志上。

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