这颗名为 AS0039 的恒
【菜科解读】
天文学家发现了一颗极其不寻常的恒星,他们认为这是宇宙最早恒星之一的恒星化石或残余物。
这颗名为 AS0039 的恒星位于 Sculptor 矮星系中,距离太阳系约 290,000 光年。
在银河系外测量的任何恒星中,这颗恒星残骸的金属浓度最低,尤其是铁。
研究人员认为,这一发现证明残余物是宇宙最早恒星之一的直系后代,其中金属含量极低。
研究小组发现,AS0039 的原始母星质量约为 20 个太阳质量,很可能死于超新星——这种恒星爆炸的威力是普通超新星的10 到 100 倍。
这一发现可能会揭示关于宇宙第一批恒星的新信息,这些信息直到现在才被直接或间接地观测到。
“AS0039 具有如此不寻常的化学成分,它使我们能够探测第一批恒星的性质,特别是它们的恒星质量。
”该研究的合著者、英国剑桥大学的天文学家 Mike Irwin 告诉 Live Science 。
尽管所有的恒星都是被称为等离子体的热气体球,由核心元素的融合提供燃料,但它们也极其多样化;
它们的大小和颜色范围很广。
但是所有的恒星都可以根据它们的化学成分或金属丰度分为三个不同的组——星族 I、星族 II 和星族 III。
星族 I 恒星与太阳和可观测宇宙中的大多数其他恒星一样,金属含量很高,尤其是铁,并且富含相对较重的元素,如钙和镁。
星族 II 的恒星,例如 AS0039,则要少得多;
这些金属贫乏的恒星只含有微量的重元素。
从未见过的第三族星几乎完全不含金属,并且重元素为零。
欧文说:“虽然从未探测到第三族恒星,但天文学家知道,宇宙中诞生的第一批恒星应该是第三族恒星。
”
在核聚变过程中,氢原子融合在一起形成氦,释放出巨大的能量。
大多数恒星——那些质量高达 1.4 个太阳质量的恒星——会慢慢耗尽它们的氢燃料,直到没有剩下的燃料,膨胀成红巨星,最终坍缩成白矮星。
然而,较大的恒星很快就会耗尽它们的氢,而是开始将氦融合成碳,最终将碳融合成铁,这是恒星可以产生的最重的元素。
最终,这些大恒星变得过于密集并自行坍缩并爆炸成超新星,这不仅将恒星的元素分散到周围的空间中,而且释放出足够的能量来产生比铁重的元素。
新恒星通常是在先前恒星留下的气体云中诞生的,因此当它们形成时,它们会从它们之前的爆炸恒星中吸收一些金属和重元素。
因此,今天观察到的所有恒星都是星族 I 或星族 II 星,因为它们是由先于它们的恒星的残余物形成的。
然而,欧文说:“宇宙中的第一批恒星,即第三族恒星,是由纯氢形成的,这是大爆炸后产生的第一种元素。
”“第三族恒星被定义为宇宙中形成的第一代恒星,因此是由零金属丰度形成的。
”
这些主星也缺乏重元素,因为没有超新星创造它们。
当研究人员发现 AS0039 时,他们惊讶于它的金属含量如此之低,即使与其他第二族群恒星相比也是如此。
天文学家运用一种新型空间考古学技术,通过分析星系气体中的化学特征,重建了NGC1365在漫长宇宙历史中的演化历程。
图片来源:MelissaWeiss/哈佛史密松天体物理中心 通过分析遥远星系的化学指纹,天文学家重建了其长达120亿年的演化历程。
这一新方法有助于揭示星系——包括银河系在内——在宇宙时间尺度上是如何形成的。
由哈佛史密松天体物理中心领衔的一支天文学家团队,首次将星系考古学方法应用于银河系以外的星系,以揭示其演化历史。
该方法通过分析空间中遗留的化学特征,重建星系的形成与演化过程。
这项研究成果发表于《自然天文学》杂志,提出了一种强大的新方法,用于重建遥远星系的演化历史。
该研究还有助于确立一个名为星系考古学的新兴研究领域。
这是我们首次在银河系以外的星系中,以如此精细的程度应用化学考古学方法。
论文第一作者、哈佛大学教授兼天体物理学中心主任丽莎凯利说,我们希望理解自身起源:银河系是如何形成的?我们今天呼吸的氧气又是如何产生的? 利用化学指纹绘制星系地图 为开展此项研究,研究人员使用了TYPHOON巡天项目的数据,这些数据由拉斯坎帕纳斯天文台的伊雷内杜邦望远镜采集。
他们聚焦于NGC1365——一个从地球视角看呈正面朝向的邻近旋涡星系,这种朝向使其细节更易于观测。
这使得研究团队能够分离并分析其中正在形成新恒星的各个区域。
年轻的炽热恒星发出强烈的紫外光,激发周围气体。
这一过程使氧等元素产生特征性的窄谱线。
通过分析这些光谱模式,科学家能够研究元素在星系中的分布情况。
天文学家长期以来一直知道,星系中心往往含有更高浓度的氧等重元素,而外围区域则较少。
这些分布模式受到多种过程的影响,包括恒星形成和超新星爆发的时间与位置、气体在星系内外的流动,以及与其他星系过去的相互作用。
螺旋星系NGC1365的六幅视图,源自其光谱测光数据立方体,该数据立方体由TYPHOON巡天项目获取。
最左侧为宽带图像,通过平衡B(蓝)、V(可见光)和R(红)波段的连续谱图像,近似呈现人眼所见的星系外观。
其右侧为窄带图像,从TYPHOON数据立方体中提取,中心波长对准电离氢的Hα谱线。
单个HII区清晰可见,这些区域由炽热、高光度的O型与B型恒星提供能量,勾勒出两条宏伟的旋臂结构。
接下来的三幅图像为分别以其他诊断性发射线(氮、硫以及三种诊断线的合成图像)为中心的数据切片。
最后一幅图展示了NGC1365经颜色编码的视向速度场。
致谢:B.Madore,卡内基科学研究所天文台 重建120亿年的星系演化历程 通过追踪NGC1365中氧含量的空间分布变化,并将观测结果与Illustris项目提供的先进数值模拟进行比对,研究团队得以重建该星系数十亿年来的演化历程。
这些模拟涵盖了气体运动、恒星形成、黑洞活动以及化学成分演化等关键物理过程,时间跨度从宇宙早期延续至今。
他们的分析表明,该星系的中心区域形成较早,并迅速富集了氧元素。
相比之下,外围区域则通过数十亿年间与多个矮星系的反复碰撞逐渐演化而成。
外侧的旋臂似乎形成时间较晚,很可能是由这些并合事件带来的气体和恒星逐步构建起来的。
看到我们的模拟结果与另一个星系的数据如此接近,非常令人兴奋,哈佛大学天体物理学家、哈佛史密松天体物理中心的天文学家拉尔斯赫尼格说。
这项研究显示,我们在计算机上模拟的天文学过程正在数十亿年间塑造着像NGC1365这样的星系。
一种理解星系的新工具 总体而言,研究结果表明NGC1365最初是一个相对较小的系统,随后通过多次与较小邻近星系的并合,逐渐演化成一个巨大的旋涡星系。
凯利表示,这项工作展示了星系气体中的化学特征如何揭示其过往历史,从而确立了河外星系考古学作为天文学中一种有价值的新工具。
这项研究很好地展示了理论如何直接助力观测工作。
我认为,这项研究还将影响理论研究者与观测研究者之间的协作方式,因为该项目中理论研究与观测工作各占一半,二者缺一不可。
唯有理论与观测紧密结合,才能得出这些结论。
这对银河系意味着什么 研究NGC1365等与银河系具有相似特征的星系,有助于科学家更深入地理解银河系的起源,并判断其演化历史在宇宙中是否具有代表性或属于特例。
所有旋涡星系都是以相似的方式形成的吗?凯利问道,它们的形成过程是否存在差异?它们现在的氧元素分布在哪里?我们的银河系在哪些方面有所不同,或者是否具有独特之处?这些问题正是我们想要解答的。
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【相关知识】 天文学是一门研究天体和天文现象的自然科学。
它使用数学、物理和化学来解释它们的起源和演化。
天文学的研究对象包括:行星、卫星、恒星、星云、星系和彗星等天体,以及超新星爆炸、伽马射线暴、类星体、耀变体、脉冲星和宇宙微波背景辐射等天文现象。
更通俗地说,天文学研究起源于地球大气层之外的一切事物。
宇宙学是天文学的一个分支,从整体上研究宇宙。
发布时间:2026年03月17日17时55分48秒 -->