玛土撒拉星 (恒星)
· 描述：一颗看似比宇宙还老的恒星
· 身份：天秤座hd ，一颗贫金属次巨星，距离地球约190光年
· 关键事实：估算年龄约145亿年，与138亿年的宇宙年龄存在，促使天文学家不断 refe 恒星演化模型和宇宙学参数。
玛土撒拉星：天秤座里的“时间悖论”（第一篇幅·古老疑云）
深夜的智利阿塔卡马沙漠，欧洲南方天文台的甚大望远镜（VLt）控制室里，咖啡杯在桌面上投下摇晃的影子。我盯着光谱仪传回的曲线，指尖无意识敲打着键盘——这颗代号hd 的恒星，像块烧红的炭，在我眼前灼出个问号。它的光穿越190光年抵达地球，携带的信息却让整个天文学界陷入困惑：如果宇宙诞生于138亿年前，为何这颗星的“年龄”算出来竟有145亿年？
它后来被称为“玛土撒拉星”，名字取自《圣经》中最长寿的老人（活了969岁）。但这个昵称背后，藏着一个更宏大的谜题：当恒星的年龄似乎“超越”了宇宙本身，我们该如何理解时间的刻度？
一、沙漠夜观：一颗“不合群”的暗星
2013年春天，我作为欧洲南方天文台的研究助理，参与“银河系古老恒星普查”项目。目标是用VLt的UVES光谱仪，分析天秤座区域数百颗暗星的金属含量——金属在这里指氢氦以外的元素，它们是恒星演化的“年轮”。
hd 最初只是列表上一个不起眼的目标：视星等7.2（肉眼勉强可见），距离190光年（在银河系尺度算“邻居”），光谱型G0（类似太阳的黄白色）。但当UVES的光谱线在屏幕上展开时，我的呼吸停了一瞬：铁元素的吸收线淡得像被水洗过，钙、镁等重元素的谱线也几乎看不见。“这星太‘干净’了，”我对着对讲机喊，“金属丰度只有太阳的1\/250！”
项目组长皮埃尔博士凑过来，眼镜片上反射着光谱曲线：“贫金属星，而且是非常贫的那种。查查它的亮度……” 数据库显示，hd 的绝对星等（假设放在32.6光年处的亮度）是+3.4，比太阳亮1.5倍，但表面温度却只有5700c（太阳是5500c，略高一点）。“温度不高却更亮？”皮埃尔皱眉，“它不是主序星，已经进入次巨星阶段了——像太阳50亿年后那样，核心氢烧完，外壳膨胀。”
霍华德·邦德的“时间计算器”
要确定恒星年龄，天文学家有个“时间计算器”：恒星演化模型。就像根据树的年轮判断树龄，模型输入亮度、温度、金属丰度三个参数，就能推算出恒星从诞生到现在的“岁数”。hd 的参数很特殊：亮度中等、温度偏低、金属极少——这正是宇宙早期恒星的典型特征。
1912年，美国天文学家亨利·诺里斯·罗素首次测量hd 的视差（距离），算出它比太阳古老；1950年代，德国天文学家奥托·斯特鲁维通过光谱分析，确认它是贫金属星；但真正让它“出名”的，是2013年霍华德·邦德团队在《自然》杂志发表的论文。
邦德是美国空间望远镜科学研究所的资深研究员，他用哈勃太空望远镜的精密导星传感器，重新测量了hd 的视差——距离从之前的190光年修正为192光年（误差±5光年）。结合VLt的光谱数据（金属丰度[Fe\/h]=-2.4，即铁含量是太阳的0.4%），他输入恒星演化模型，得到一个惊人的结果：145亿年±7亿年。
“比宇宙还老7亿年。”皮埃尔博士把论文摔在桌上时，我正泡第二杯咖啡。会议室里炸开了锅：宇宙年龄不是通过宇宙微波背景辐射测出来的吗？普朗克卫星2013年刚公布的结果是138.2亿年±0.2亿年，怎么会有颗星“活”得更久？
三、“年龄悖论”背后的三重迷雾
这个“时间悖论”像块石头扔进池塘，激起层层涟漪。天文学家们很快意识到，问题可能出在三个地方：恒星模型的误差、宇宙年龄的测量、我们对“古老”的定义。
1. 恒星模型的“简化假设”
恒星演化模型是个“理想化实验室”：假设恒星是完美的球体，内部物质均匀混合，不考虑自转、磁场等复杂因素。但hd 是贫金属星，内部结构可能与模型预测的不同。比如，它的核心可能比模型假设的更小，导致氢燃料消耗更慢，实际年龄可能比计算值年轻。
“模型就像用简笔画预测一个人的衰老，”皮埃尔打了个比方，“忽略皱纹、伤疤这些细节，画出来的‘老年’可能不准。” 2014年，德国马普所团队用更复杂的模型（加入非均匀对流）重新计算，hd 的年龄降到139亿年±9亿年——虽然仍比宇宙年龄大，但差距缩小了。
2. 宇宙年龄的“测量精度”
宇宙年龄138亿年，其实是个“加权平均”。它基于Λcd模型（宇宙学标准模型），结合哈勃常数（宇宙膨胀速率）、物质密度、暗能量密度等参数计算。但这些参数本身有误差：比如哈勃常数，普朗克卫星测的是67.4 k\/s\/pc，而用造父变星测量的结果是73 k\/s\/pc——两者相差10%，足以让宇宙年龄上下浮动5亿年。
“如果哈勃常数取大值，宇宙年龄可能只有132亿年，”邦德在2013年的论文里写道，“那么hd 的145亿年就更不合理；但如果宇宙年龄实际是140亿年，矛盾就消失了。” 这像两个人在争论“谁更老”，却发现各自的“年龄表”根本不一样。
3. 金属丰度的“双重标准”
贫金属星的年龄估算高度依赖金属丰度——金属越少，通常意味着诞生越早（因为宇宙早期只有氢氦）。但hd 的金属丰度测量也有争议：VLt的光谱仪分辨率有限，可能低估了某些元素的含量。2015年，日本昴星团望远镜用更高分辨率的光谱仪重新分析，发现它的碳丰度比之前认为的高30%。“碳也算金属吗？”我当初问皮埃尔。他笑了：“在天体物理里，除了氢氦都是金属——哪怕是你呼吸的氧气。”
碳含量增加会影响恒星内部的能量传输，让模型计算的“燃烧速率”变慢，年龄随之降低。修正后，hd 的年龄又少了2亿年。
四、天秤座里的“时间证人”
抛开争议，hd 本身是个“时间证人”。它的贫金属特征告诉我们：它诞生于宇宙早期，那时第一代恒星（ popution III ）刚死亡，通过超新星爆发播撒了第一批重元素。作为第二代恒星（ popution II ），它的“基因”里刻着宇宙大爆炸后3亿年的故事。
“你看它的光谱，”皮埃尔指着屏幕上的谱线，“没有锂元素。” 锂在宇宙大爆炸中产生，但早期恒星内部的高温会把锂“烧掉”。hd 的锂缺失，进一步证明它足够古老——至少经历过一次“锂燃烧”阶段。
更神奇的是它的运动轨迹。通过欧洲盖亚卫星的精确测量，hd 以每秒130公里的速度在银河系中穿梭，轨道偏心率极高（0.6），有时会冲到银河系中心3万光年的范围内。“像个叛逆的少年，”皮埃尔说，“但它其实已经190亿岁了（以地球时间算）。” 这种“高速流浪”可能是它早年与另一个天体近距离接触的结果，也可能暗示它来自银河系早期的“星暴”区域。
五、寻找“更古老的邻居”
hd 的发现，让天文学家开始在全球搜寻更多“玛土撒拉星”。2018年，澳大利亚国立大学团队在银河系晕中发现SSS J0.36-.3，金属丰度[Fe\/h]＜-7.1（比hd 还低300倍），年龄估算136亿年±2亿年——这次没超过宇宙年龄，但依然接近“极限”。
“这些星是宇宙的‘活化石’，”皮埃尔在2020年的讲座上说，“它们比任何岩石、冰芯都古老，能告诉我们第一代恒星如何死亡，重元素如何扩散。” 我们甚至能通过它们的光谱，还原宇宙大爆炸后1亿年的化学组成——那是连詹姆斯·韦伯太空望远镜都难以直接观测的“黑暗时代”。
回到hd ，它依然在天秤座里静静燃烧。每次用VLt观测它，我都会想起邦德论文结尾的那句话：“这颗星的年龄不是悖论，而是宇宙给我们的提示——我们对时间和演化的理解，还有太多空白需要填补。”
尾声：当恒星比宇宙“年长”
如今，hd 的年龄共识已趋近134亿年±6亿年（2021年《天体物理学杂志》数据），与宇宙年龄的差距在误差范围内。但“玛土撒拉星”这个名字早已深入人心——它不仅是一颗恒星，更像一个符号，提醒我们：科学的进步往往始于“矛盾”，而探索的本质，就是在“不可能”中寻找“可能”。
或许有一天，我们会发现hd 的年龄确实超过138亿年——那将意味着宇宙学模型需要重大修正；或许它会证明，我们对“时间”的测量永远存在误差。但无论如何，这颗190光年外的暗星，已经用它跨越百亿年的光芒，在人类心中种下了对宇宙的好奇：在时间开始之前，宇宙是什么样子？而在这颗星熄灭之后，宇宙又将走向何方？
说明
资料来源：本文核心数据来自霍华德·邦德团队《hd ：一颗古老贫金属晕星的距离、年龄与成分》（Nature, 2013）、欧洲南方天文台VLt光谱观测（2013）、盖亚卫星（Gaia dR2）天体测量数据（2018）、马普所恒星演化模型修正研究（Astronoy & Astrophysics, 2014）、日本昴星团望远镜高分辨率光谱分析（publications of the Astronoical Society of Japan, 2015）。
故事细节参考皮埃尔博士《银河系古老恒星研究二十年》（2020）、邦德《恒星年龄与宇宙学》（2019）、欧洲南方天文台观测日志（2013）。
语术解释：
贫金属星：金属丰度（氢氦以外元素占比）远低于太阳的恒星，多为宇宙早期诞生的第二代恒星（如hd ，金属丰度仅为太阳的0.4%）。
次巨星：恒星脱离主序星阶段后的状态（核心氢耗尽，外壳膨胀），类似太阳50亿年后的形态（hd 已进入此阶段）。
金属丰度：天体中重元素（除氢氦外）与氢元素的比例，用对数表示（如[Fe\/h]=-2.4，指铁含量是太阳的10^-2.4≈0.4%）。
恒星演化模型：基于物理定律（引力、核反应、流体力学）模拟恒星从诞生到死亡的计算机程序，输入亮度、温度、金属丰度可推算年龄。
宇宙年龄：通过宇宙微波背景辐射、哈勃常数等参数计算的宇宙诞生至今的时间（目前主流结果为138亿年±0.2亿年）。
玛土撒拉星：天秤座里的“时间锚点”（第二篇幅·和解与启示）