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發現最古老的恆星,幾乎與宇宙同齡!



北京時間5月21日消息,據國外媒體報導,天文學家在銀河系又發現一顆古老恆星,它距離地球3.5萬光年,是一顆紅巨星,被命名為SMSS J160540.18–144323.1,它的鐵含量是銀河系所有分析過的恆星中最低的。

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這意味著它是宇宙中最古老恆星之一,可能是138億年前宇宙大爆炸後形成的第二代恆星。澳大利亞國立大學天文學家托馬斯·挪德蘭德爾(Thomas Nordlander)解釋稱,這是令人難以置信的貧血恆星,可能形成於大爆炸之後的幾億年,其鐵含量僅是太陽鐵含量的150萬分之一。

我們之所以判斷它是一顆古老恆星,是因為宇宙形成較早期幾乎沒有金屬,第一批誕生的恆星主要成分是氫和氦,它們的質量很大,溫度很高,壽命非常短暫,這些早期恆星被稱為“第三種群恆星”,之前科學家從未觀測過。

恆星的“動力”來自核聚變,即較輕元素的原子核結合在一起產生較重的元素,在較小恆星中,主要是氫與氦發生聚變,但在體積較大恒星中,例如:“第三種群恆星”,聚變過程能形成矽、鐵等元素。

當這些恆星在猛烈的超新星爆炸中結束生命時,會將一些重元素噴射至宇宙,當新的恆星誕生時,就會吸收這些重元素,因此恆星的金屬含量是判斷其形成時期的重要依據。例如:我們掌握到太陽的金屬含度,可推測它是大爆炸之後大約第100代恆星。

但是我們在銀河系中發現其他金屬含量較低的恆星,從而證明它們是宇宙早期誕生的恆星,例如:2MASS J18082002–5104378 B,該恆星是之前較低金屬含量保持者,僅佔太陽金屬含量的11750分之一。

相比之下,最新發現的SMSS J160540.18–144323.1金屬含量僅佔太陽金屬含量的150萬分之一。 “第三種群恆星”不可能倖存太長時間,但我們可以通過研究後期形成的恆星揭曉它們的秘密。

研究人員認為,將金屬元素傳遞給SMSS J160540.18–144323.1的恆星形成於宇宙初期,其質量相對較小,大約是太陽質量的10倍,它的質量足以產生一顆中子星,之後經歷了強度較弱的超新星爆炸。

超新星爆炸可以觸發一次快速中子捕獲過程,這是一系列核反應,原子核與中子碰撞,合成比鐵更重的元素。沒有明顯證據表明這些元素存在於恆星中,這可能意味著它們被死亡不久的中子星捕獲,但是沒有足夠的鐵元素逃逸,被併入SMSS J160540.18–144323.1恆星的形成過程。

很可能SMSS J160540.18–144323.1是第二代恆星中最早的成員之一,伴隨著它逐漸衰亡,將演變成一顆紅巨星,意味著這顆恆星的生命週期即將結束,在進行氦聚變反應之前,它將耗盡最後的氫。目前這項最新研究報告發表在《皇家天文學會月刊》上。 (葉傾城)