天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了迄今為止最原始的恒星,而且距離很近

大爆炸本質(zhì)上創(chuàng)造了兩種元素:氫和氦。它還產(chǎn)生了微量的鋰和其他一些輕同位素,但一開始,有氫和氦。

所有其他較重的元素都是后來形成的,要么在恒星的核心中,要么通過恒星碰撞,要么通過其他天體物理過程形成。

即使是現(xiàn)在,氫和氦也構(gòu)成了物質(zhì)世界的大部分,以至于天文學(xué)家將所有其他元素稱為金屬。你可能會(huì)說,風(fēng)中的灰塵。

相關(guān):令人驚訝的研究稱,第一批恒星出現(xiàn)在“預(yù)熱”宇宙中

圖示了第一代恒星與太陽的元素比例。第一代恒星幾乎完全是氫和氦,而太陽也含有天文學(xué)家稱之為金屬的較重元素。(美國宇航局/歐空局/CSA/STScI)

這樣做的一個(gè)結(jié)果是,您可以通過其光譜中看到的金屬數(shù)量來很好地了解恒星的年齡。最早的恒星,所有其他恒星的祖先,只含有氫和氦。

它們消亡時(shí)釋放的氣體塵埃會(huì)含有一些金屬,第二代恒星也會(huì)含有一些金屬。每一代都會(huì)添加更多的金屬,因此恒星的金屬豐度越高,它通常越年輕。例如,我們的太陽只有 50 億年的歷史,而且它具有很高的金屬豐度。

第一批恒星可能早已從宇宙中消失。如果只有氫和氦可以使用,它們需要數(shù)百個(gè)太陽質(zhì)量才能觸發(fā)核聚變在它們的核心,它們會(huì)在宇宙眨眼間變成超新星。

為了研究這些祖母恒星,天文學(xué)家主要在可觀測(cè)宇宙的最遠(yuǎn)邊緣尋找星系。金屬豐度異常低的星系。

但另一種方法是在我們的銀河系附近尋找古老的恒星。這個(gè)想法是,第一批恒星可能產(chǎn)生了一些質(zhì)量較低的第二代恒星。

如果這些恒星比太陽小,它們的壽命將足夠長(zhǎng),今天仍然存在。最近,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了這樣一顆恒星。

按碳豐度與鐵豐度繪制低金屬豐度恒星的對(duì)數(shù)圖。SDSS J0715-7334 被認(rèn)為是兩者中最低的。(Ji 等人,arXiv)

這顆星被稱為 SDSS J0715-7334。它是大麥哲倫星云暈中的一顆紅巨星。這顆恒星的金屬豐度非常低,即使是我們觀測(cè)到的最遙遠(yuǎn)、最原始的星系,其金屬豐度也是這顆恒星的十倍。

SDSS J0715-7334 是我們發(fā)現(xiàn)的最接近原始、無金屬恒星的東西。它的金屬豐富性告訴我們一些關(guān)于早期恒星形成的有趣事情。

首先,通過觀察碳、鎂和鐵等元素相對(duì)于氫的具體豐度,我們可以了解其母恒星的大小。如果 SDSS J0715-7334 是第二代恒星,那么它是在一顆 30 個(gè)太陽質(zhì)量恒星的超新星殘余物中形成的,這顆恒星小得驚人。

這顆恒星的另一個(gè)有趣的方面是它的碳豐度非常低。這令人驚訝,因?yàn)橛捎谌紵獾?CNO 聚變循環(huán),大恒星是碳、氮和氧的有效生產(chǎn)者。

缺乏碳表明恒星形成區(qū)域有大量冷卻的塵埃,這是早期小型恒星形成所必需的。

最后,SDSS J0715-7334在大麥哲倫星云中的運(yùn)動(dòng)表明,它是在小星系的光暈內(nèi)形成的,而不僅僅是一個(gè)路過的訪客。這意味著我們可能會(huì)在我們的銀河系附近發(fā)現(xiàn)更多這樣的恒星,這意味著我們將能夠?qū)⑦b遠(yuǎn)星系的觀測(cè)結(jié)果與當(dāng)?shù)卦己阈堑挠^測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較。

這項(xiàng)研究已上傳到 arXiv并且仍在等待中同行審查.

本文最初發(fā)表于今日宇宙.讀原文.

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