天文学家发现了由大爆炸制成的第一代恒星

天文学家团队已经为第一代恒星找到了最好的证据,这些恒星只用大爆炸直接提供的成分制成。 这些所谓的人口III恒星基本上只由氢和氦组成,预计它们的体积庞大,并且能够快速生存并且年轻化。 直到最近,许多天文学家都认为他们永远无法看到这样的恒星,因为它们会在宇宙的早期历史中被烧毁并死亡 - 这对我们来说太遥远了。 但是,在世界顶级望远镜上使用新仪器,该团队发现了一个独特的明亮星系,似乎具有包含人口III星的所有标志。

“证据很强。 他们做得很谨慎,“哈佛大学天文系主任阿维罗布说。

理论家预测,早期宇宙中的气体云将从大爆炸中保持相对温暖,因此会阻止凝结成恒星。 混合少量较重的元素有助于气体云冷却,因为这些元素更容易电离,因此散热作为辐射。 但是那些重元素还没有在早期的宇宙中形成,所以恒星变成了巨大的尺寸 - 几百甚至一千倍于我们的太阳 - 它们的核心足够密集以引发融合。 一旦它们开始使用,它们会快速燃烧,发出大量的紫外线,并在几百万年内燃烧掉。

正是这样的燃烧创造了现在填充宇宙的更重元素。 恒星核心中的融合将轻原子融合成更重的原子,碳,氧,铁以及制造尘云,行星和生命所需的一切。 当恒星结束其生命并爆炸时,这些较重的元素散落在周围。 所以宇宙中存在的所有气体现在都有一些较重的元素,这使它更容易冷却。 因此,恒星往往比它们古老的前辈更小,燃烧更少,并且寿命更长。

科学家认为,人口III星可能存在于天文学家永远看不到的小暗淡的原始星系中。 但是,由里斯本大学的大卫索布拉尔领导的一个小组对夏威夷莫纳克亚的8.2米斯巴鲁望远镜进行了一项调查,在大爆炸后大约8亿年后,星系在紫外波长处闪耀着明亮的光芒。宇宙的当前年龄约为6%。 他们发现了意想不到的明亮候选人。 为了排除其他可能在紫外线照射的物体,他们使用智利的欧洲超大望远镜,莫纳克亚的凯克望远镜和哈勃太空望远镜对两个最有希望的光源进行了后续观测。

两者中更有趣的是,被称为CR7的星系,被证明是在早期宇宙中发现的最亮的星系 - 比之前的记录持有者亮三倍。 除了来自电离氢的强烈紫外线外,它还从氦气中发出强烈的信号 - 这是人类III星系的预期特征 - 但没有别的,这表明恒星缺乏更重的元素。 “没有其他线路的痕迹,只有氦气和氢气,”索布拉尔说。 通过与哈勃望远镜密切关注CR7, ,该团队将在即将出版的“天体物理学杂志”上报道 索布拉尔说,这表明通过银河系形成了一波恒星形成,第一个区域开始闪耀,后来燃烧,人口III星在其他地方开始,等等。 勒布说,在宇宙演化的这个阶段,这样的浪潮“将是你所期望的”。

“第一代恒星和星系的这个领域直到最近才被理论化,”勒布说。 “看到证据证明这些是真实的东西是令人欣慰的。”然而,奥斯陆大学的马克·迪克斯特拉警告说,CR7仍有一些无法解释的方面,例如为什么如此大规模的人口III星系会在大的这么久之后存在砰。 “即使CR7完全不受人口III星的驱动,它至少会让我们对早期宇宙中的星系(以及可能的黑洞)形成有新的见解。”

但索布拉尔表示,该组织的调查已经成为“更加壮观”的候选人。 “这只是一个开始,”他说。