【菜科解读】

天文学家可能已经找到宇宙第一颗恒星的化学证据

（神秘的地球uux.cn）据cnBeta：CNET报道，天文学家可能已经找到了宇宙第一颗恒星的化学证据，也被称为第三星族恒星（Population III stars），它们潜伏在一个遥远的类星体中。

人类从未见过第三星族恒星，但它们可能是理解人类存在时间线的关键。

大约138亿年前，由于一次宇宙大爆炸，宇宙的“时钟开始计时”。

但在很长一段时间里，我们现在称之为家园的领域将处于空置状态，被黑暗所笼罩。

大约1亿年后，第一批恒星才开始绽放，而当它们形成时，它们扩展成了闪闪发光的怪物，与我们今天看到的任何东西都不同。

专家们相信，这些恒星的祖先是如此的巨大，以至于如果它们还在，它们会让太阳看起来像一个弱小的黄色绒球。

。

此外，当这些极端星体死亡时，它们的超新星对于标准的恒星爆炸来说，就像核弹对于除夕夜的焰火一样。

在某种程度上，早期宇宙的恒星听起来有点像神话 -- 多年来，它们也可能是如此。

科学家们一直在寻找这些闪闪发光的庞然大物的直接证据，但没有结果。

即使是美国宇航局开创性的詹姆斯-韦伯太空望远镜也会在寻找它们方面遇到重大障碍，尽管它是为这项工作而建造的。

它们实在是太微弱了。

周三，根据一组恒星考古学家发表在《天体物理学杂志》上的新论文，我们可能最终有了被称为第三星族恒星的明确证据，也就是向宇宙展示其第一道电光的巨大球体。

从总体上看，这一发现不仅为我们提供了窥视宇宙黎明的机会，而且还可以帮助我们编织一条人类生存的时间表。

在恒星中进行调查

为了找到这种早期恒星体的证据，研究小组利用了一个强大的地面望远镜的镜头：位于夏威夷的8.1米的双子座北望远镜。

基本上，他们利用这个强大的仪器的数据，从宇宙的另一个极端奇迹中收集线索：一个在大爆炸后仅7亿年诞生的类星体。

简而言之，类星体是巨大的光束，通常比我们整个银河系还要亮，它们位于巨大的黑洞中心。

这些黑洞是保持它们转动的“车轮”。

但是那个类星体是主要的兴趣对象，因为研究小组推断，寻找一个古老恒星的残骸的最佳地点是在一个同样古老的天体周围--也就是所谓的高红移天体。

果然，在类星体周围，研究小组偶然发现了一些不寻常的东西。

他们在那里看到了一种围绕着发光流的云，展示了具有意外成分的化学残片。

研究小组的结论是，这显然是恒星的碎片，但其铁的含量比你从类似太阳的恒星中所期望的高10倍以上。

经过一番考虑，他们意识到他们所看到的是什么。

这种化学“指纹”只能与一个史诗般的超新星相联系--那是一颗第三星族恒星。

更具体地说，研究小组说，这些碎片很可能是在一颗早期宇宙恒星在所谓的对不稳定超新星中死亡时产生的，这种爆炸的强度令人难以置信，会迫使恒星的每一个原子都散落到太空中。

有可能，这些原子会在宇宙中播下对我们所知的生命至关重要的元素。

像氢气和氦气这样的元素。

东京大学的天文学家和该研究的合著者Yuzuru Yoshii在一份声明中说：“对我来说，很明显，这种超新星的候选者将是一颗第三星族恒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遗留物。

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，在这篇论文之前，我们最接近识别高质量的第三星族恒星的时间是在2014年--但是这位天文学家坚持认为，这个最新的类星体所带来的证据是一个更清晰的标志。

圣母大学的天文学家、该论文的共同作者Timothy Beers在一份声明中说：“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局部，它应该是这样的，那么我们会期望找到它的证据。

”

研究作者写道：“我们预测，在所有金属性中具有非常低的（镁/铁）的恒星隐藏在星系中，它们将被正在进行的新一代光度测量调查有效地发现。

”

天文学家重建星系演化史

## 艺术家构想图展示了巨型螺旋星系NGC1365与一个较小伴星系发生碰撞并逐渐并合的过程，这一过程激发了剧烈的恒星形成活动，并导致气体及重元素的重新分布。

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。

BY: Smithsonian FY: AI 如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处

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