发现在“超级超新星”爆炸中死亡的第一代恒星的证据

作者:小菜 更新时间:2022-10-25 点击数:
简介:发现在“超级超新星”爆炸中死亡的第一代恒星的证据(神秘的地球uux.cn)据cnBeta:天文学家可能已经发现了第一批

【菜科解读】

发现在“超级超新星”爆炸中死亡的第一代恒星的证据


发现在“超级超新星”爆炸中死亡的第一代恒星的证据


发现在“超级超新星”爆炸中死亡的第一代恒星的证据


(神秘的地球uux.cn)据cnBeta:天文学家可能已经发现了第一批照亮宇宙的恒星的古老化学遗迹。

研究人员通过对美国国家科学基金会NOIR实验室操作的夏威夷8.1米双子座北方望远镜观测到的一个遥远的类星体进行创新分析发现了一种不寻常的元素比例,在他们看来,这些元素只可能来自一颗300太阳质量的第一代恒星的全面爆炸产生的碎片。


最早的恒星很可能是在宇宙还不到1亿年的时候形成,或者说还不到现在年龄的百分之一。

这些早期的恒星被称为第三群,是如此巨大,以至于当它们作为超新星死亡时将自己撕碎并在星际空间中散布一种独特的重元素混合物。

然而,尽管天文学家们经过多年的仔细调查,直到现在还没有任何关于这些古老恒星的确凿证据。


天文学家们现在相信,在使用双子座北方望远镜研究了最遥远的已知类星体之一之后,他们已经发现了第一代恒星的爆炸残留物。

他们通过使用一种创新的方法来确定类星体周围的云层中所包含的化学元素,最终发现了一种非常不寻常的成分--跟在我们的太阳中看到的这些元素的比例相比,该材料所包含的铁比镁多近9倍。


科学家们认为,对这一引人注目的特征最可能的解释是,这些物质是由第一代恒星留下的,它作为一对不稳定的超新星爆炸。

这些非常强大的超新星爆炸版本从未被目睹过,但被认为是质量为太阳150至250倍的巨大恒星的生命终结。


当恒星中心的光子自发地变成电子和正电子--跟电子相对应的带正电的反物质--时,对不稳定超新星爆炸就会发生。

这种转换降低了恒星内部的辐射压力\使引力得以克服并引发了坍缩和随后的爆炸。


跟其他超新星不同,这些戏剧性的事件没有留下任何恒星残骸如中子星或黑洞,而是将其所有物质喷射到周围环境中。

只有两种方法可以找到它们的证据。

第一种是在发生时抓住一对不稳定的超新星,这是一种极不可能发生的情况;另一种方法是从它们喷射到星际空间的物质中找出它们的化学特征。


天文学家们在他们的研究中研究了8.1米的双子座北方望远镜使用双子座近红外光谱仪(GNIRS)进行的先前观测结果。

光谱仪将天体发出的光分成不同的波长,这些波长带有关于天体所含元素的信息。

双子座是为数不多的具有合适设备的望远镜之一,可以进行这样的观测。


然而推断每一种元素的数量是一项棘手的工作,因为光谱中一条线的亮度除了取决于元素的丰度外还取决于许多其他因素。


该分析的两位共同作者,来自东京大学的Yuzuru Yoshii和Hiroaki Sameshima通过开发一种利用类星体光谱中的波长强度来估计那里存在的元素的丰度的方法解决了这个问题。

正是通过使用这种方法来分析类星体的光谱,他们及其同事发现了明显的低镁铁比。


“对我来说,很明显,这颗超新星的候选者将是一颗III类星的对不稳定超新星,在这种情况下,整个恒星爆炸而不留下任何残余物。

我很高兴也有些惊讶地发现,一颗质量约为太阳300倍的恒星的对不稳定超新星提供了一个镁与铁的比率,与我们为类星体得出的低值一致,”Yoshii说道。


之前在银河系光环中的恒星中已经进行了对前一代高质量III类星的化学证据的搜索并且至少在2014年提出了一个初步的鉴定。

然而,Yoshii和他的同事们认为,根据这个类星体中呈现的极低的镁铁丰度比,新结果提供了一个最清晰的对不稳定超新星的标志。


如果这确实是最早的恒星之一和一对不稳定超新星的残骸的证据,那么这一发现将有助于填补我们对宇宙中的物质如何演化成今天的样子。

为了更彻底地检验这一解释,还需要进行更多的观测以了解其他天体是否具有类似的特征。


但我们可能也能在离家更近的地方找到这些化学特征。

尽管高质量的第三类恒星在很久以前就已经灭绝了,但它们在喷出的物质中留下的化学指纹可以持续更长的时间并可能至今仍在徘徊。

这意味着天文学家可能会发现,已经消失很久的恒星的对不稳定超新星爆炸的特征仍印在我们本地宇宙的物体上。


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论文共同作者、圣母大学的天文学家Timothy Beers说道:“我们现在知道要寻找什么了;我们有一个途径。

如果这发生在非常早期的宇宙中,它应该已经发生了,那么我们将期望找到它的证据。

世界最神秘十大未解之谜:生命的基石可以在年轻恒星周围迅速形成

据美国太空网(Robert Lea):长期以来,科学家们一直在质疑,生命所需的复杂分子是如何在太阳年轻时的动荡和暴力环境中形成的。

理论上,一种名为球粒陨石的陨石家族为地球提供了适合生命的物质。

但问题是,首先是如何将含有碳、氮和氧等元素的复杂有机分子密封在这些陨石中的?新的研究表明,这些大分子(生命的基本组成部分)形成的热点可能是婴儿恒星周围旋转物质盘中的所谓尘埃陷阱。

在这里,来自中心年轻恒星的强烈星光可以在短短几十年内照射积累的冰和尘埃,形成含碳大分子,这是相对快速的。

这意味着当较大的星子形成行星时,大分子可能已经存在,或者它们可能以小鹅卵石的形式密封在小行星中。

这些小行星可能会在太空中反复碰撞而破裂,形成更小的天体。

其中一些可能以陨石的形式到达地球。

含有复杂分子的冰粒子的图示(图片uux.cn/ESO/L.Cal ada)伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室的团队成员Paola Pinilla告诉Space.com:在行星可能需要容纳生命的大分子物质的形成中,发现集尘器的新的关键作用是令人难以置信的。

集尘器是尘粒生长为鹅卵石和星子的有利区域,而鹅卵石和星子子是行星的组成部分。

Pinilla解释说,在这些区域,非常小的粒子可以通过持续的破坏性碰撞不断地被重建和补充。

这些微小的微米级颗粒可以很容易地被提升到围绕婴儿恒星的扁平恒星形成物质云的上层,称为原行星盘。

Pinilla说,一旦到达这里,这些粒子就可以从它们的婴儿恒星接收适量的辐射,从而有效地将这些微小的冰粒子转化为复杂的大分子物质。

在实验室里复制太阳系的早期像太阳这样的恒星是在巨大的星际气体和尘埃云中形成过度密集斑块时诞生的。

首先成为原恒星,婴儿恒星体从其诞生云的剩余部分收集物质,堆积在其核心中引发氢与氦核聚变所需的质量上。

这是定义恒星主序星寿命的过程,对于围绕太阳质量的恒星来说,这一寿命将持续约100亿年。

这颗年轻的恒星被一个原行星盘包围着,原行星盘是在它的创造和提升到主序星过程中没有被消耗的物质。

顾名思义,植物是从这种物质和圆盘内形成的,但它也解释了彗星和小行星的起源。

我们的太阳系大约在45亿年前经历了这个创造过程。

之前在地球实验室进行的研究表明,当这些原行星盘受到星光照射时,它们内部可以形成数百个原子的复杂分子。

这些分子主要由碳构成,类似于黑烟或石墨烯。

围绕婴儿恒星PDS 70的原行星盘至少有两颗正在形成的行星。

(图片uux.cn/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty等人)尘埃阱是原行星盘中的高压位置,分子的运动在这里减慢,尘埃和冰粒可以积聚。

这些区域的较慢速度可以使颗粒生长,并在很大程度上避免导致碎片化的碰撞。

这意味着它们可能对行星的形成至关重要。

该团队想知道星光给这些区域带来的辐射是否会导致复杂的大分子形成,并使用计算机建模来测试这一想法。

该模型基于阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)收集的观测数据,该阵列由智利北部的66台射电望远镜组成。

莱顿大学的团队成员Nienke van der Marel说:我们的研究是天体化学、ALMA观测、实验室工作、尘埃演化和太阳系陨石研究的独特结合。

我们现在可以使用基于观测的模型来解释大分子是如何形成的,这真的非常酷。

该模型向团队透露,在除尘器中创建大分子是一个可行的想法。

伯尔尼大学的团队负责人Niels Ligterink说:当然,我们原本希望得到这样的结果,但令人惊讶的是,结果如此明显。

我希望同事们能更多地关注重辐射对复杂化学过程的影响。

大多数研究人员专注于几十个原子大小的相对较小的有机分子,而球粒陨石大多含有大分子。

在不久的将来,我们期待着使用阿塔卡马大型毫米阵列(ALMA)等强大的望远镜进行更多的实验室实验和观测来测试这些模型,Pinilla总结道。

该团队的研究于周二(7月30日)发表在《自然天文学》杂志上。

令科学家困惑的宇宙未解之谜:太阳?属于一颗炽烈的恒星太阳系老大

地球在宇宙中虽然比较渺小,但是确是独一无二的生命星球。

万物生长需要都需要阳光,所以大家看到天上的太阳就是我们生命老大,主宰着世间所有的一切。

那么太阳是什么星呢?其实是一颗炽烈的恒星,下面小编就来揭开这颗行星的神秘之处。

太阳是属于恒星天上的太阳高高照,世间万物生长需要阳光,没有它则是一片黑暗。

在宇宙中太阳是太阳系中心的一颗恒星,我们地球就是围绕着太阳进行公转。

太阳的质量主要由四分之三的氢、以及少量重元素组成的。

太阳温度是非常高的,其表面温度为5770度,而中心温度为1500万度,还具有4000亿个大气压,若是在表面冒一个泡就相当于一百亿枚核弹爆炸威力,大家看起来是不是觉得特别恐怖,所以是一个威力巨大的火球。

太阳70亿年后消失就科学家研究得知,太阳目前寿命是在45.7亿岁,大约还过70一年后就是消失。

于是许多人就担心地球将来会怎么办呢?会不会也随着太阳走向灭亡呢?其实大家也不用过于担心,或许那个时候人类已经达到了主宰宇宙空间了,能够有效避免地球受到伤害。

太阳有生命吗在近期关于太阳是否有生命存在不少争论,例如美国航天局拍到了有飞船在太阳附近活动。

许多人猜想是不是有更高级的生命存在了,不过截止目前人类还没有发现太阳有生命迹象,只能说在以后科学逐步发达,去发现这些未知的事物。

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Tag: 恒星
               

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