宇宙第一代恒星是怎么样的,怎么才能看到宇宙第一代恒星?

现阶段,人类最厉害的天文学观测机器设备便是哈勃太空望远镜了。但是,即便是哈勃的观测能力,也难以看到遥不可及的宇宙第一代恒星。人类究竟必须具备什么样的高新科技,才能看见这些宇宙的元老级呢……

探寻第一代恒星

初期宇宙到底是怎样的,没人知道。虽然专家给出了诸多猜测,但仅限于我们自己的观测能力,一直无法真真正正看到那时候的宇宙。我们都知道,在现在所有能够观测过的恒星以前,宇宙还曾创造过一批恒星,也就是传说中的第一代恒星。它在老早就早已死掉了,我们现在能够看见宇宙爆发后只是5亿年的景色,却依旧并没有发现它们的踪迹。这就意味着他们在这以前就全部消失了,也给我们留下了很多的不解之谜。

因为宇宙处在澎涨当中,越历史悠久的天体可能就距离我们越来越远。悲哀的是,专家前段时间刚刚宣布一个感到遗憾消息:即便现阶段最强大的哈勃太空望远镜竭尽全力,也依旧无法看到那样遥不可及的宇宙。

因此,人们把期待放到了将在明年发射升空的詹皇·韦伯太空望远镜(JWST)。但是,专家一样持悲观态度:即便是JWST,恐怕也并没有观测到第一代恒星的能力。他在红外波段的观测能力确实特别强,可是红外感应能够让我们穿过迷雾见到其背后的天体,不过目前的问题不是取决于谜雾,反而是他们背后的天体远远超过了我们可以观测的范畴。

难道说,人类就真的无法见到最古老宇宙吗?换句话说,人类究竟必须具备什么样的观测能力,才能看清宇宙那样久远历史时间呢?

首先我们要知道:为什么专家这么认为见到第一代恒星。

第一代恒星——宇宙崛起的隐秘

第一代恒星又被称作第三星座星(也称星座Ⅲ星),是宇宙进到再电离期后所形成的最早恒星。它们都是宇宙中最古老星体,还可以告诫我们宇宙最早期的隐秘。

那样,第一代恒星究竟有什么样的特点?大家怎么知道找到的恒星归属于几代呢?

依据现今宇宙实体模型,宇宙是以一个奇点显现出来所形成的。在早期的宇宙中,还没有那么多样式,仅有氢和氦及其极少数锂。因而,第一代恒星的主要成分应当是和早期宇宙相一致的。根据对恒星的定量分析,大家可以确定恒星的主要成分。例如我们的太阳,化学元素的含量大约为1.4%,就是典型的第三代恒星。因而,如果我们能寻找仅有氢和氦的恒星,那便是第一代恒星。

据专家研究,第一代恒星广泛十分巨大,并且环境温度非常高,展现出闪耀的深蓝色。与此同时,他们的使用寿命也相对较短,因而存有的时间并不长,从出生到死亡,他们的一生全在大家观测不了的阶段渡过。

专家还推断,这种品质极大的第一代恒星大多数都是因为内部结构电子与正电子,降低了恒星关键处热工作压力,最后导致整体失调而出现热核弹爆炸,最后烟消云散。在气象学上,这类发生爆炸称之为不稳对cf超新星(pair-instability supernova)。因此,本就在那超过人类观测能力的宇宙早期就身亡的第一代恒星,连沉渣也没剩余,更加是给大家的观测带来了很大的难度系数。

如果你连JWST都无法看到那样久远宇宙,大家到底怎么办呢?难道我们就无计可施了没有?

最终望眼镜

人类的伟大之处,在于一直都在考验这些不可能的事情。人类从来不达到,不仅有着无尽的探索欲望,也是我们发展的主要原因。假如JWST没法观测到第一代恒星,大家也无需崩溃,大家只是要一台最终望眼镜。德克萨斯大学奥斯汀分校气象学系研究人员Anna Schauer强调:为了能观测第一代恒星,这两台望远镜的规格务必十分巨大,做到100米!

你可能会认为这一规格算不上哪些,终究我们国家的贵州天眼规格有500米。但是,他说的话望眼镜是光学望远镜,而贵州天眼是太空望远镜,二者不是一个概念。现阶段世界最大的光学望远镜位于美国夏威夷的两台凯克望眼镜,规格为10米。不难看出,100米口径的光学望远镜对于我们来说有着很高的难度系数。

但是,笔者认为这两台望眼镜并非仅仅想象,终究欧洲地区现在正在修建一台前所未有的光学望远镜——欧洲地区巨大望眼镜(European Extremely Large Telescope,EELT)。EELT的规格为39.3米,由798个独立的组合而成,预计2022年完工。因而,Schauer充满信心的说:“尽管一眼就能看出100米规格具有很高的趣味性,但在本世纪中叶便会变成希望了。”

更值得一提的是,Schauer觉得:这两台最终望眼镜(我们暂且那么叫法吧)不能放在地球上的,而是应该送至月球去。假如将它放在地球上的,那样大气层的影响可能大大的限定它观测能力。与此同时,它规格不允许我们将要它就像JWST一样送至拉格朗日地方随地球的公转。因而,唯一能够安装它地区,仅有月球了。

月球——望远镜的人间天堂

事实上,在月球上搭建望眼镜已经不再是新鲜事了。

在最近一段时间,NASA就一直在考虑到一个名叫月球火星表面太空望远镜(Lunar Crater Radio Telescope ,通称LCRT)项目。说白了,这是一台预估架设在月球某火星表面里的太空望远镜。这两台望远镜的基本原理就跟我们国家的超级天眼相似了,可是规格更为浮夸,能够达到1千米,是中国超级天眼的2倍。我们曾提到过,NASA有一套完整的实施措施,尽管现在都还没进行,但是看起来刻不容缓。

提到月球里的望眼镜,肯定少不了在我国。你可能会猜不到,现阶段坐落于月球背部的嫦娥四号,就带上了一台中小型太空望远镜。在这以前,嫦娥三号也曾经带上望眼镜登录月球。

但是,提到最早月球望眼镜,还要追溯到1972年4月21日。当强仕16号登录月球的时候,国外人便带上了一台紫外线望眼镜,而且一共拍了178张宇宙相片。

哪里安居?

那样,月球那么大,最终望眼镜应当安装在哪呢?

由于过去的科学研究,Schauer一样把关注的焦点放到了月球火星表面,这儿永远处于黑暗中,能够在最大程度上防止太阳光的影响。与此同时在他看来,这一火星表面最好坐落于月球一个顶点上,那样望眼镜就能自始至终偏向天花板。

照理说,月球反面是一个不错的选择,由于月球的庞大容积能够屏蔽掉来自地球的电磁信号影响。但是,Schauer对于此事并未提及。

在这样的情况下,它观测地区主要取决于月球运动了。其快门速度很有可能会生达数日,建造者可以选择给它配置一些前沿的跟踪机器设备,从而延长快门速度。在眼镜片层面,他以前乃至设计成液态镜面玻璃,但是在全新论文上并没有探讨,也许他他已经将这个可能性过滤掉了。

由于现在人类修建望远镜的能力还非常有限,短时间还难以实现这两台最终望远镜的构想,因此Schauer并没有过多地探讨它小细节。事实上,他更重要的是探讨专家将来应当用这样的台双筒望远镜开展哪些方面的观测,及其使用它的方法。

汇总

第一代恒星蕴含着很多的真相,就是我们掌握宇宙形成和演变的有效途径。因而,专家会竭尽全力,直至看到这种宇宙元老级的那一天。自然,即便看见了他们,并不是专家停止脚步的区域。大家会尽力再往前溯源,大家想要知道,宇宙的出现,究竟是什么样的。由于,那边隐藏着这一宇宙最深处的隐秘。