科学家认为天上的星星有多少颗?

这是哈勃空间望远镜摄于2006年的影像。显示的是一个包含了各种星系的星系团,其中就有一个明亮的椭圆星系。


抬头仰望星空,很多人会问天上究竟有多少星星。最近科学家发现,宇宙里的恒星总数可能是我们现在估计数值的3倍,也就是说宇宙里有3×1023(10的23次幂)颗恒星,比地球上的所有海滩和沙漠里的总沙粒数更多,这大大增加了在地球以外的其他世界发现外星生命的可能性。相关研究将刊登在英国《自然》杂志上。


科学家认为天上的星星有多少颗?


本周三科学家们表示,宇宙中的恒星数量可能一直以来被严重低估,真实的恒星数量可能有现在设想数字的三倍。这种低估主要涉及不同星系中那些温度较低、亮度暗淡的矮星。如果被证实,它将有可能改写科学家们原有对星系形成和演化的认识。


“这的确是个问题,”彼得·冯·多库姆(Pieter van Dokkum)说。他是耶鲁大学的天文学教授,也是这篇发表于《自然》杂志的论文的作者。该论文的一位合著者是来自哈佛-史密松天体物理台的查理·康瑞(Charlie Conroy)。


“主要的问题在于科学家们不可能真的去数数,那些存在于其他星系的矮星太暗淡了,它们的质量仅有太阳的三分之一。”因此,一般采用的方法是对那些亮星进行计数,并按照银河系中的比例去估算看不见的暗星的数量。如每发现一颗亮度类似太阳的恒星,就应当就100颗左右看不见的矮星。


但这样做是有问题的。并非所有的星系都和银河系那样拥有旋臂。很多星系看上去只不过是模糊的一团,或是看不到旋臂结构的椭圆星系。并且也没有证据证明其他星系,如椭圆星系中的恒星大小分布规律会和银河系一致。


因此,冯·多库姆博士和康瑞博士采用了一种崭新的思维方式。由于矮星温度较低,它们的辐射颜色和波段是不同于其他较亮的恒星的。因此,通过观测整个星系在这一特定颜色或波段上的辐射强度和特征,是有可能反推出产生这样强度的辐射需要多少矮星的。


他们以此为依据,对8个椭圆星系进行了观测和计算。结果显示在椭圆星系中,类似太阳的主序星和看不见的矮星的比例达到1000~2000:1,而非银河系中的大约100:1。因此,一个典型的椭圆星系(一般认为包含1000亿颗恒星),实际应包含1万亿甚至更多恒星。而在宇宙中,椭圆星系占到星系总量的大约三分之一,因此,他们得出结论:宇宙中的恒星总数至少是现有估计值的三倍。


“我们应当抛弃将银河系作为标准模板并以此推测其他星系情形的想法了,”冯·多库姆说。如果这一研究结果被证实,这将意味着天文学家们一直以来都低估了星系的质量,这也将意味着星系的产生比目前认为的时代更早,并且演化速度也更快。


“事实上,这将非常有趣,”理查德·艾里斯(Richard Ellis)说。他是加州理工学院的天文学教授,但他本人没有参与这项研究。“这样的论文发表出来是很重要的,因为它们时时提醒着我们,我们对于宇宙的认识是多么匮乏和脆弱。”


但艾里斯教授同时表示,他对这一研究结果持保留态度。他说:“这项研究数据很好,分析也很可靠,但这其中还有几个问题需要考虑。”


比如其中一点,这项研究中,研究者们假设椭圆星系中的恒星,和旋涡星系中的恒星是由完全相同的物质组成的。而这一说法尚没有得到验证。

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