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500光年发现奇特的恒星系(奇怪的恒星残骸)

500光年发现奇特的恒星系(奇怪的恒星残骸)在核聚变过程中,恒星内部的氢原子核聚变成氦原子核,释放出巨大能量,大多数恒星一直增长到大约1.4个太阳质量,它们的氢燃料慢慢耗尽,恒星膨胀成红巨星最终坍缩为白矮星。 图注:早期宇宙中的第三类恒星最早一代的恒星尽管所有的恒星都是等离子气体组成的炙热气体球,依靠中心元素核聚变供能,但他们在颜色和形状上有着极大的差别,我们可以根据恒星的化学成分或金属丰度,将其分成三个类群。第一类恒星—太阳及可观测宇宙中的大多数恒星,有高的金属含量尤其是铁元素,富含较重元素如钙、镁元素。第二类恒星—类似AS0039的恒星,宇宙中存在量少,这些低金属含量恒星只含有微量的重元素。第三类恒星几乎不含金属元素且零重元素,虽然目前还未观测到,但科学家们表示宇宙中最开始诞生的恒星是第三类恒星。

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图注:一颗正在经历超新星爆炸的红巨星

天文学家发现了一颗极不寻常的恒星,他们认为这是宇宙中最早一代恒星的化石或残骸。

这颗名为AS0039的恒星位于雕刻家矮星系中,距离太阳系约29万光年,不同于测量的其他系外行星的是,这颗恒星残骸有极低浓度的金属含量,尤其是铁含量,科学家认为这一发现恰好证明了该残骸是宇宙中最早一代恒星的派生物。

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AS0039的原始母星大约是20个太阳质量,其在毁灭时发生的超新星爆炸是普通超新星爆炸的10倍到100倍。这一发现会揭示有关宇宙中第一类恒星的新信息,迄今为止这些恒星从未被直接或间接观测到。该研究的合著者、英国剑桥大学的天文学家迈克·欧文在《生活科学》杂志上说道:AS0039的化学成分如此不同寻常,以至于我们能够借此推测第一类恒星的性质,尤其是它们的恒星质量。”

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最早一代的恒星

尽管所有的恒星都是等离子气体组成的炙热气体球,依靠中心元素核聚变供能,但他们在颜色和形状上有着极大的差别,我们可以根据恒星的化学成分或金属丰度,将其分成三个类群。

第一类恒星—太阳及可观测宇宙中的大多数恒星,有高的金属含量尤其是铁元素,富含较重元素如钙、镁元素。第二类恒星—类似AS0039的恒星,宇宙中存在量少,这些低金属含量恒星只含有微量的重元素。第三类恒星几乎不含金属元素且零重元素,虽然目前还未观测到,但科学家们表示宇宙中最开始诞生的恒星是第三类恒星。

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图注:早期宇宙中的第三类恒星

在核聚变过程中,恒星内部的氢原子核聚变成氦原子核,释放出巨大能量,大多数恒星一直增长到大约1.4个太阳质量,它们的氢燃料慢慢耗尽,恒星膨胀成红巨星最终坍缩为白矮星。

但是大质量恒星在快速消耗完氢原子核后,会将氦原子核聚变成碳,最终碳原子核聚变成铁,这是恒星所能创造的最重元素。恒星会变得过于稠密,在自身重力下坍塌,发生超新星爆炸,这不仅将恒星制造出来的元素抛向周围空间,而且释放出来的能量制造出了比铁重的元素。

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新的恒星就诞生在早期恒星的星云背景中,它们吸收了早期恒星超新星爆炸产生的金属及重元素,因此我们现在观测到的所有恒星是第一二类恒星,都是在第三类恒星的星云残骸中孵育出来。

话说回来,第三类恒星是由纯粹的氢元素组成,也是大爆炸产生的第一种元素,该恒星金属丰度为零,是宇宙中最早的一类恒星。因为没有其他恒星的超新星爆炸供给元素,这些恒星也缺乏重金属元素。

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超新星的后代

当科学家首次发现AS0039时,他们也惊讶于它的极低金属丰度,是目前我们已知的河外星系中金属丰度最低的,也是碳含量最低的,而且有不寻常的较重元素的比例,诸如镁、钙含量极低,种种发现表明AS0039是来自于第三类恒星的残骸。

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图注:雕刻家矮星星系

计算机模拟结果显示孕育了AS0039的第三类恒星很可能在剧烈的超新星爆炸中毁灭了,它比我们现在观测到的恒星大得多,所以以它的质量发生超新星爆炸结束生命不足为奇。

研究人员希望此次发现可以让天文学家定位更多的第二类恒星,从而揭示第三类恒星的大小和空间分布,以及它们在推动早期宇宙演变中起的作用。

欧文表示:“AS0039恒星的发现有助于我们了解第三类恒星的性质,并为以后的探测指明了方向,这对于研究宇宙如何演变成现在的形貌至关重要。”

BY: Harry Baker

FY: gxmm

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