天文學(xué)家估計，可見宇宙中至少存在2萬億個星系，而這些星系又由數(shù)以千億計的恒星構(gòu)成。以銀河系為例，它就由約4000億顆恒星組成。在如此眾多的恒星中，要觀測到單個恒星并不容易，因為它們發(fā)出的光線非常微弱。然而，直到2022年，哈勃望遠(yuǎn)鏡和韋伯望遠(yuǎn)鏡的協(xié)同作用，天文學(xué)家們才發(fā)現(xiàn)了有史以來距離地球最遠(yuǎn)的單顆恒星，這顆恒星被命名為“晨星”，它是宇宙大爆炸后誕生的第一批恒星。
最初，哈勃望遠(yuǎn)鏡的觀測顯示，這顆恒星距離我們129億光年，考慮到宇宙大爆炸距今僅有138.2億年，因此我們所看到的實際上是這顆恒星129億年前的樣子。當(dāng)時距離大爆炸僅過去10億年，但考慮到宇宙一直以來都在超光速膨脹，因此天文學(xué)家估計這顆恒星現(xiàn)在距離地球已經(jīng)達(dá)到280億光年。
近期，韋伯望遠(yuǎn)鏡的觀測結(jié)果顯示，這顆遠(yuǎn)古恒星屬于第一代恒星，盡管其表面溫度僅為太陽的兩倍，但亮度卻超過太陽的100多萬倍。然而，與星系相比，這顆恒星的亮度仍然微不足道。天文學(xué)家是如何發(fā)現(xiàn)它的？答案在于愛因斯坦的相對論。
愛因斯坦在提出廣義相對論時，將宇宙時空和引力深度融合，同時提出了蟲洞、黑洞、引力透鏡和引力波等現(xiàn)象。其中，引力透鏡現(xiàn)象就像是宇宙中的放大鏡，它可以將背后的物體發(fā)出的光線放大，使我們能夠觀測到它們。
具體到這顆遠(yuǎn)古恒星，恰好在其前方有一個大質(zhì)量星系團(tuán)WHL0137-08，該星系團(tuán)位于地球與遠(yuǎn)古恒星之間的直線上。這個星系團(tuán)的質(zhì)量造成了時空的扭曲，使后方遠(yuǎn)古恒星發(fā)出的光線被放大了4000倍。
考慮到這顆恒星本身亮度已經(jīng)是太陽的100多萬倍，引力透鏡效應(yīng)導(dǎo)致的這4000倍亮度增強(qiáng)，讓它成為了哈勃望遠(yuǎn)鏡和韋伯望遠(yuǎn)鏡所能觀測到的。這項發(fā)現(xiàn)為我們揭示了宇宙中遠(yuǎn)古恒星的存在，也讓我們更深入地了解了宇宙的演化歷程。
除了這顆恒星之外，韋伯望遠(yuǎn)鏡還在中紅外波段發(fā)現(xiàn)了恒星附近的星團(tuán)。然而，這個遠(yuǎn)古星團(tuán)的直徑僅有10光年，年齡最長也僅為500萬年，屬于宇宙中早期的恒星產(chǎn)生地。它的整體形狀呈現(xiàn)出彎曲的圓弧狀，天文學(xué)家認(rèn)為這可能是早期宇宙長城正在形成的證據(jù)之一。
韋伯望遠(yuǎn)鏡和哈勃望遠(yuǎn)鏡的合作發(fā)現(xiàn)，這顆遠(yuǎn)古恒星未來或許能為天文學(xué)家們完善宇宙演化模型提供幫助，甚至在恒星演化模型上引入新的元素。隨著韋伯望遠(yuǎn)鏡長時間曝光觀測的不斷進(jìn)行，我們還將看到更多關(guān)于宇宙早期狀態(tài)的發(fā)現(xiàn)。這一系列的發(fā)現(xiàn)將進(jìn)一步拓展我們對宇宙奧秘的理解。
