原始恆星是據美國科學日報報導，天文學家發現了早期宇宙的“殘骸”——一顆宇宙大爆炸之後形成的第二代恆星。它位於距離地球29萬光年之遙的矮星系玉夫星座，這顆恆星具有不同尋常的銀河系最古老恆星的化學成份。這項研究將證實銀河系曾經歷過一個“嗜食階段”，銀河系通過吞併矮星系和其他星系成份而逐漸增大當前體積。
基本介紹
- 中文名：原始恆星
- 別稱：第二代恆星
- 分類：恆星
- 原始恆星：矮星系玉夫星座 第二代恆星
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美國哈佛－史密遜天體物理中心天文學家安娜－弗雷貝爾(Anna Frebel)說：“這顆恆星很可能接近宇宙的年齡。”這項研究報告發表在《自然》雜誌上。矮星系是一種僅有數十億顆恆星的小星系，相比之下銀河系卻擁有數千億顆恆星。在星系形成理論中，較大的星系在過去數十億年里通過吸收體積較小的鄰近星系，從而使自己的體積膨脹擴展。
深入分析
弗雷貝爾解釋稱，如果你觀看銀河系形成的“延時電影”，你將看到一群矮星系像蜜蜂一樣圍繞在蜂箱周圍，隨著時間的推移，這些小星系在一起發生碰撞，它們內部的恆星逐漸混合，便形成像銀河系這樣的較大星系。
如果矮星系的確是較大星系構成的“積木”，那么相同類型的恆星將存在於矮星系和較大星系中，尤其是那些寒冷、“缺乏金屬”的恆星。依據天文學家的觀點，“金屬”是比氫或氦更重的化學元素，由於它們形成於恆星進化過程中，金屬物質很罕見地存在於早期宇宙，因此古老恆星傾向於缺少金屬物質。
銀河系光環中的古老恆星擁有較少的金屬物質，其金屬物質成份比率比太陽低10萬倍，太陽是一顆典型的年輕恆星，富含金屬恆星。在過去數十年的星體勘測中，在矮星系中很難發現像這樣非常缺少金屬的恆星。
卡內基協會天文台的喬希－西蒙(Josh Simon)是合著作者之一，他說：“銀河系內最初擁有的恆星數量要超過之前任何的矮星系。如果矮星系具有銀河系的原始起源成份，這將很難理解為什麼不會存在類似的恆星。”
研究小組猜測由於不能測量到更多的缺少金屬恆星，用於測量矮星系中缺少金屬成份的恆星的方法可能會產生偏差。美國加利福尼亞州理工學院天文學家埃文－基爾畢(Evan Kirby)是研究小組成員之一，他最新研製了一種方法能夠依次評估大量恆星中的金屬成份，儘可能有效地在矮星系中尋找更多的缺少金屬成份的恆星。
S1020549
基爾畢說：“這要比在乾草堆里挑針頭還要難，我們通過數以百計的候選星系中最終挑選出我們的探測目標！”在眾多勘測目標中，研究小組發現矮星系玉夫星座中有一顆昏暗、第18星等的恆星——S1020549，智利卡內基協會麥哲倫天文望遠鏡的恆星光線分光鏡測量結果顯示，S1020549恆星的金屬成份比率比太陽高6000倍，這要比迄今發現的任何矮星系中金屬成份比率低5倍。
研究人員測量了S1020549恆星所蘊含的全部金屬物質，比如：鎂、鈣、鈦和鐵等。這些成份類似於銀河系內古老的恆星，從而支持了像銀河系這樣的大星系內部恆星最初起源於矮星系。
研究人員期望未來的探測將能發現矮星系內其他的缺少金屬恆星，雖然這些恆星的距離和亮度對於當前光學望遠鏡勘測是一個重大挑戰。像24.5米直徑的巨型麥哲倫天文望遠鏡的下一代超大光學望遠鏡，將裝配著高清晰度聲譜儀，從而通過分析恆星化學成份揭開星系膨脹研究的新途徑。
西蒙稱，在這項研究中，S1020549恆星的超低金屬含量將標誌著如何理解銀河系的組成原理，之前我們所認為的銀河系光環形成於大量矮星系被摧毀過程的理論是正確的。
模擬原始恆星
利用大量的計算機模擬，天文學家首次得到了第一代恆星在銀河系中的分布模式，這些恆星之前從未被觀測到過。這對解決長期困擾科學家的恆星祖先問題是很重要的。他們的結果將發表在本周的《Astrophysical Journal》上。
??儘管經過了很多年的尋找，沒有人發現過這些恆星。California大學Santa Barbara分校Kavli理論物理研究所的Evan Scannapieco說：“很多天文學家認為這是因為這些恆星不含重元素。由於我們的星系從內向外形成，所以古老的恆星應該在星系的中心。但是銀河系中心非常擁擠，很難探測到這些古老恆星。”
??這些早期恆星應該和後形成的恆星看起來很不一樣。氧，碳和其它大部分地球上的元素是在恆星中生成的，而不是在大爆炸中。英國Central Lancashire大學理論天體物理學的Brad K. Gibson說：“這些重元素在恆星中心產生，只有當恆星死亡爆炸時才能釋放出來，這意味著目前仍存在的第一代恆星應該表現出沒有重元素的特點。”
??利用對銀河系形成的細緻模擬，科學家不但得到了恆星形成的過程，而且得到了其氣體的化學組成。Carnegie天文台的Daisuke Kawata認為：“古老的恆星在銀河系中心死亡，其重元素需要很長時間才能彌散開來。因此在之後一段時間形成的恆星也只含有原始元素。這些恆星應該廣泛存在。”由於在銀河系周邊的這些恆星較容易探測到，所以應該還有其它未探測到這些原始恆星的原因。
