太阳的祖先 第一代超大质量恒星化学遗迹被首次观测
来源:BRTV新闻 社会新闻      时间:2023-06-07 20:01:28

(记者 崔倩)宇宙大爆炸之后产生,只有氢和氦,比太阳重260倍的第一代超大质量恒星是存在的!北京时间6月7日17:00,国际学术期刊《自然》在线发表了一项最新成果。研究团队率先在银晕恒星中发现了第一代超大质量恒星演化形成的超新星的化学证据。在此之前,质量大于100倍太阳质量的第一代超大质量恒星只被理论预言,该成果首次证实恒星的祖先,是由氢和氦元素组成的第一代超大质量恒星,刷新了人们对第一代恒星质量分布的认知。

太阳的祖先 质量是太阳的260倍

第一代恒星给宇宙带来第一缕曙光,是终结黑暗时代的起始点。“如今照耀人类星球的太阳,已经是多次繁衍后形成的年轻恒星。”论文通讯作者国家天文台研究员赵刚称。理论学家曾经预言,宇宙中第一代超大质量恒星只有氢和氦,并无其它金属元素,且第一代超大质量恒星质量大、寿命短,小于300万年。


(相关资料图)

“目前,我们发现的化学证据,可以证明出这颗超大质量恒星,质量是太阳的260倍,且只由氢、氦元素组成。”论文第一作者国家天文台副研究员邢千帆进一步表示,这是人类首次证实第一代超大质量恒星真实存在,将理论印证为了现实。

郭守敬望远镜LAMOST和日本昴星团望远镜Subaru联合观测

位于河北省兴隆县的郭守敬望远镜LAMOST是世界上口径最大的大视场兼大口径及光谱获取率最高的望远镜,本次的研究成果是结合郭守敬望远镜LAMOST低分辨率光谱和日本昴星团Subaru望远镜高分辨率光谱数据而取得的。

邢千帆表示,我们从500多万颗恒星中,发现了一颗化学成分极为特殊的恒星(LAMOST J1010+2358),它具有目前已知最低的钠含量。且该恒星的化学成分还显示出了强烈的“奇偶效应”,即原子序数为奇数的元素含量远低于相邻的原子序数为偶数的元素含量。此外,该恒星基本不含锶、钡等中子俘获元素,几乎未受到中子俘获过程的影响。这些化学元素含量的特征无法通过核坍缩超新星(对应100倍太阳质量以内的恒星)理论模型解释,却与第一代超大质量恒星演化后坍缩形成的对不稳定超新星(对应260倍太阳质量的恒星)理论计算结果高度吻合。

期待解开恒星演化之谜

如果第一代恒星只有氢和氦,那太阳中的氧、碳、铁等元素是从何而来?人类身体、地球中丰富的元素又是怎么产生的?这颗第一代超大质量恒星的化学遗迹,究竟是个例,还是普遍存在?

研究团队表示,100到260倍太阳质量之间的第一代恒星此前从未被观测证实过,现在发现了第一例,只是揭开了冰山一角,他们期待未来能发现更多,从而解开恒星演化之谜。组成大千世界和我们身体的元素是在何时以何种方式产生?又是如何推动了宇宙的演化?这是天文学家们要探寻的答案。[page]

此项研究得到国家自然科学基金委基础科学中心项目、国家重点研发计划项目和中国科学院青年创新促进会等的资助,研究团队来自于中国科学院国家天文台、中国科学院云南天文台、日本国立天文台和澳大利亚莫纳什大学。

第一代超大质量恒星演化成为对不稳定超新星的艺术展示图。对不稳定超新星将富含多种元素的物质抛射到星际介质中,并以此形成下一代恒星。(供图:中国科学院国家天文台)

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