“我们找到了一台时光机器,能将我们带回早期宇宙”,天文学家宣布从银河系找到一颗几乎和宇宙一样老的恒星,将帮助揭开宇宙第一批恒星的种种面貌。
恒星按照年龄、化学物质组成、空间分布与运动特性等特征,可分成第一星族、第二星族和理论上的第三星族,第一星族恒星包含一定数量比氦重的重元素(天文学通称为“金属”),来源为上一代恒星经超新星爆炸、或行星状星云物质扩散的过程,我们的太阳即属于第一星族。
第二星族恒星的年龄比第一星族大上许多,形成于大爆炸之后,重元素含量少(所有重元素都要靠前几代恒星不断经历超新星爆炸、重生、爆炸的过程累积),因此也缺乏构成行星的元素,通常周遭不太有行星环绕。
至于理论上的第三星族星诞生于大爆炸后不久,除氢、氦以及微量锂外,不含任何重元素,天文学家推测它们非常巨大且短命(只有数百万年),迄今仍未发现这一星族的恒星。
目前我们已知宇宙最古老的恒星是“HD 140283”,别称“玛土撒拉星”(Methuselah star),距离地球约 190 光年,普朗克卫星观测资料测定宇宙年龄为 137.98 ± 0.37 亿年,铁含量低于太阳 1%,但由于非完全不含金属,因此分类仍属于第二星族。
银河系内铁含量最低的恒星
而由 ASTRO 3D(ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions)天文学家 Thomas Nordlander 领导的团队,如今发现了银河系内最缺铁的恒星“SMSS J160540.18-144323.1”,距离我们约 35,000 光年远,虽然不是至今发现最老的恒星,但却能揭开宇宙第一批恒星的秘密。
利用赛丁泉天文台(Siding Spring)的 SkyMapper 望远镜分析表明,SMSS J160540.18-144323.1 恒星铁含量比例只有 1/50,000,000,000,比太阳的铁含量低 150 万倍,好比奥运游泳池里的一滴水。
团队认为,SMSS J160540.18-144323.1 恒星就是第三星族星爆炸后诞生的第一批孩子,而经历超新星爆炸的那颗第三星族母星,质量可能只有太阳 10 倍,且爆炸威力不大,所以只有少量铁逃脱出来,与周遭大量轻元素重新结合形成 SMSS J160540.18-144323.1 这颗恒星──最年老恒星退役,宇宙开始迎接新世代恒星。
在此之前,银河系内贫铁恒星的纪录保持者为 2MASS J18082002-5104378 B,铁含量比太阳少 11,750 倍。
Thomas Nordlander 表示,宇宙第一批所有恒星都不可能存活至今,但它们死亡后再孕育出的第一代孩子──比如 SMSS J160540.18-144323.1 这颗红巨星,能帮助科学家了解父母恒星的种种样貌。
新论文发表在《皇家天文学会月报》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letter)。
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(首图来源:ASTRO 3D)