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2024-04-20 12:56

科学家们发现了另一个星系中形成的最古老的恒星之一

Scientists find one of the most ancient stars that formed in another galaxy

第一代恒星改变了宇宙。在它们的核心内部,简单的氢和氦融合成彩虹般的元素。当这些恒星死亡时,它们爆炸并将这些新元素发送到宇宙中。你血管里的铁、牙齿里的钙、思维里的钠,都诞生于一颗死去已久的恒星的心脏。

没有人能够找到第一代恒星中的任何一颗,但科学家们宣布了一个独特的发现:一颗来自第二代的恒星,最初形成于与我们不同的星系。

芝加哥大学博士后、论文第一作者阿尼鲁德·基蒂(Anirudh Chiti)说:“这颗恒星为我们了解银河系以外星系的早期元素形成过程提供了一个独特的窗口。”“我们已经建立了一个关于这些恒星在银河系中是如何被第一颗恒星化学富集的想法,但我们还不知道这些特征中是否有一些是独特的,或者其他星系是否也发生了类似的事情。”

这篇论文发表在3月20日的《自然天文学》上。

“大海捞针”

基蒂专门研究所谓的恒星考古学:重建最早几代恒星如何改变宇宙。基蒂说:“我们想了解第一批恒星的特性,以及它们产生的元素。”

但还没有人能够直接看到这些第一代恒星,如果宇宙中还有恒星的话。相反,基蒂和他的同事们寻找的是由第一代的灰烬形成的恒星。

这是一项艰苦的工作,因为即使是第二代恒星现在也非常古老和罕见。宇宙中的大多数恒星,包括我们自己的太阳,都是数万代到数千代的结果,每次都产生越来越多的重元素。

他说:“银河系中10万颗恒星中可能只有不到一颗是这种第二代恒星。”“你真是大海捞针。”

但能拍到宇宙在过去的样子还是值得的。“在它们的外层,这些恒星保存了它们形成的地方附近的元素,”他解释说。“如果你能找到一颗非常古老的恒星,并得到它的化学成分,你就能了解数十亿年前这颗恒星形成时宇宙的化学成分是什么样子的。”

Scientists find one of the most ancient stars that formed in another galaxy

有趣的怪事

在这项研究中,基蒂和他的同事将他们的望远镜瞄准了一个不寻常的目标:构成大麦哲伦星云的恒星。

大麦哲伦星云是南半球肉眼可见的明亮恒星带。我们现在认为它曾经是一个独立的星系,在几十亿年前被银河系的引力俘获。这使得它特别有趣,因为它最古老的恒星是在银河系之外形成的,这给了天文学家一个机会来了解早期宇宙的条件是相同的,还是在其他地方不同。

科学家们在大麦哲伦星云中寻找这些特别古老的恒星的证据,并对其中的10颗进行了分类,首先是通过欧洲航天局的盖亚卫星,然后是智利的麦哲伦望远镜。

其中的一颗恒星立刻跳出来,显得很奇怪。它的重元素含量比大麦哲伦星云中任何一颗恒星都要少得多。这意味着它可能是在第一代恒星形成之后形成的,所以它还没有在恒星反复诞生和死亡的过程中积累更重的元素。

绘制出它的元素后,科学家们惊讶地发现,与我们在银河系中看到的恒星相比,它的碳比铁少得多。

基蒂说:“这非常有趣,它表明,正如我们在银河系中看到的那样,也许最早一代的碳增强并不是普遍存在的。”“我们必须做进一步的研究,但它表明各地存在差异。

他说:“我认为我们正在填补不同环境下早期元素富集过程的图景。”

他们的发现也证实了其他研究表明,与银河系相比,大麦哲伦星云早期产生的恒星要少得多。

基蒂目前正在领导一个成像项目,绘制南部天空的大部分地图,以寻找最早的恒星。“这一发现表明,如果我们仔细观察,大麦哲伦星云中应该有很多这样的恒星,”他说。“打开大麦哲伦星云的恒星考古学,并能够如此详细地绘制出第一批恒星如何在不同地区以化学方式丰富宇宙,这真的很令人兴奋。”