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天文学家热议发现第一代超大质量恒星化学遗迹:对认识宇宙至关重要

体育 · 2023-06-08 12:00:08
天文学家热议发现第一代超大质量恒星化学遗迹:对认识宇宙至关重要   北京6月8日电(记者 孙自法)中国科学院(中科院)国家天文台赵刚研究员领导的国际团队率先在银晕恒星中发现第一代超大质量恒星演化后坍缩形成的“对不稳定超新星”(PISN)存在的化学证据。他们研究证实,该特殊超新星源于一颗质量高达260倍太阳质量的第一代恒星,刷新了人们对第一代恒星质量分布的认知。

  这一重要天文学发现及研究成果论文,6月7日在国际著名学术期刊《自然》在线发表,中外天文学家高度关注,并点评认为该成果对恒星起源、银河系演化等研究意义重大、影响深远。

  证明早期宇宙存在超100倍太阳质量恒星

  中科院云南天文台韩占文院士指出,在宇宙大爆炸之后,第一代恒星形成,它们仅由氢和氦组成。通过核聚变和超新星爆发,第一代恒星创造了新的元素,这是构成多彩世界的第一步。理解第一代恒星的性质,对于认识恒星、星系和宇宙大尺度结构的形成至关重要。

  韩占文表示,在过去几十年当中,全世界科学家都在苦苦追寻第一代恒星。经过不懈努力,中科院国家天文台天体丰度与星系演化团队从郭守敬望远镜(大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜,英文缩写LAMOST)巡天数据中发现早期恒星,并利用日本昴星团望远镜(Subaru)精确测量其元素丰度。他们发现第一代恒星“对不稳定超新星”爆发产生的特征元素丰度。这是迄今发现的最清晰的此类超新星的证据,证明在早期宇宙中,确实存在超过100倍太阳质量的恒星。

  第一代恒星研究最近十年最重要成果之一

  美国圣母大学教授蒂莫·比尔斯(Tim Beers)认为,《自然》发表的这篇天文学论文是最近十年来第一代恒星研究领域最重要的成果之一,“我们也一直在搜寻那些保留了第一代恒星特征的恒星”。天文学家普遍认为恒星很难形成于只含有氢和氦的环境之中,因为在缺乏金属(天文学上称氢和氦以外的元素为金属)的环境中气体需要用很长的时间来冷却。宇宙中形成的超大质量恒星的质量必须非常大才能在气体足够冷却时得以形成。而这些超大质量恒星非常稀少,在这篇论文之前从未发现过相关的观测证据证明它们曾经存在过。

  这类超大质量恒星的寿命很短,大约会在几百万年内变成超新星而终结,并留下特殊的化学印记。包括这篇论文的部分作者在内的理论学家预言了质量高于150倍太阳质量的恒星可能会留下这样独特的印记,但在这篇论文之前,这些印记从未被明确发现过。

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。 中科院国家天文台供图

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