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太空探索:天文学家发现有史以来最古老的恒星!

发布时间:2019-07-12

太空探索:天文学家发现有史以来最古老的恒星!



剑桥大学和澳大利亚国立大学的一个国际天文学家团队领导的研究人员已经发现了我们银河系中一些最古老的恒星,它们可能包含有关早期宇宙的重要线索,包括第一颗恒星如何死亡的迹象。

这些恒星位于银河系的中心数十亿年,含有极少量的金属:其中一颗恒星是我们银河系中心发现的金属最差的恒星。恒星还含有化学指纹,表明最早的恒星可能已经死于称为超新星的壮观死亡,其能量比常规超新星高十倍。今天(11月11日)在“自然”杂志上报道的调查结果有助于了解宇宙在过去137亿年中的变化情况。


几十年来,天文学家一直试图确定大爆炸后不久宇宙是什么样的 - 了解第一颗恒星和星系的形成对于这一目标至关重要。虽然一些天文学家正在寻找数十亿光年以外的星系来解开这个谜团,但其他天文学家则向内望向我们银河系的中心。

如果你从黑暗的地方抬头看夜空,你可能会看到银河系的中心。我们银河系中有数十亿颗恒星,天文学家们有兴趣挑选出最古老的恒星,并了解它们的化学成分和运动。


大爆炸后不久,宇宙完全由氢,氦和少量锂组成。所有其他元素,如我们呼吸的氧气或牙膏中的钠,都是在恒星内部或当它们作为超新星死亡时制成的。这导致天文学家寻找极其缺乏金属的恒星:含有大量氢的恒星,但几乎没有任何其他元素。

人们一直认为,在银河系中心形成的第一颗恒星,引力效应最强。但经过数十年的搜寻,天文学家发现,我们银河系中心的大多数恒星都具有与我们更接近的金属含量。虽然银河系中心的恒星比太阳大约七十亿年,但它们还不够老,无法了解早期宇宙中的条件。


在澳大利亚和智利使用望远镜,天文学家可能已经找到了一个获胜策略,以寻找银河系中最古老的恒星。金属含量低的恒星看起来比其他恒星略微偏蓝:可以用来筛选银河系中心数百万颗恒星的关键差异。

使用澳大利亚ANU SkyMapper望远镜拍摄的图像,该团队选择了14,000颗有希望的恒星进行更详细的观察,并在更大的望远镜上使用光谱仪。光谱仪打破了恒星的光线,就像棱镜一样,让天文学家能够进行详细的测量。

他们最好的23名候选人都非常贫穷,他们带领研究人员到智利阿塔卡马沙漠的一台更大的望远镜。根据这一数据,该团队确定了9颗恒星,其金属含量不到太阳能量的千分之一,其中一颗恒星的数量为万分之一 - 现在是该中心金属最差的恒星的破纪录星系。


“如果你可以将太阳中的所有铁压缩到你拳头的大小,那么这些恒星中的一些将只包含一块小卵石,”该研究的共同作者之一剑桥天文学研究所的安德鲁凯西博士说。“他们是非常非常不同的星星。”

然而,知道这些恒星含有少量金属并不足以确定它们是在宇宙中很早形成的。它们可能是在星系的其他部分形成得更晚的恒星,它们不是那么密集,它们刚刚穿过中心。为了区分这些可能性,研究人员测量了距离,并使用了天空中恒星运动的精确测量来预测恒星是如何移动的,以及它们过去的位置。

他们发现,虽然有些恒星正在经过,但有七颗恒星一生都在银河系的中心。计算机模拟表明,像这样的恒星必须在早期的宇宙中形成。

“我们银河系中心有很多恒星 - 发现这些稀有恒星真的很像在大海捞针,”凯西说。“但如果我们以正确的方式选择这些星星,那就像烧毁农场并用磁铁扫过针头一样。”


当银河系中的第一批恒星死亡时,他们在这项最新研究报告的恒星上留下了化学特征。这种化学指纹表明,最初的恒星可能已经死于称为超新星的壮观死亡,爆炸的能量是普通超新星的十倍。这将使它成为宇宙中最有活力的东西之一,与我们今天看到的各种恒星爆炸有很大不同。

“这项工作证实了我们银河系中心有古老的恒星。印在这些恒星上的化学符号告诉我们宇宙中的一个时代是否完全无法进入,”凯西说。“宇宙在早期可能非常不同,但要知道多少,我们真的只需要找到更多的这些恒星:更大的草堆更多的针头。”


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