天文学家发现一颗破纪录的恒星,几乎和宇宙一样古老

2026年09月25日 10:54
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在银河系中潜伏着另一颗古老的恒星。在大约35000光年外,一颗名为SMSS J160540.18-144323.1的红色巨星被发现,它的铁含量在银河系中的所有恒星中最低。

这意味着它是宇宙中最古老的恒星之一,很可能属于138亿年前宇宙爆发后的第二代恒星。

"这颗令人难以置信的贫血恒星很可能在宇宙大爆炸后几亿年后才形成,它的铁含量比太阳低150万倍,"澳大利亚国立大学ARC全天体天体物理学卓越中心的天文学家托马斯-诺德兰德解释道。

而这就是我们可以判断恒星的年龄,因为非常早期的宇宙中根本就没有金属。最早的恒星主要由氢和氦组成,被认为是非常巨大的,非常热,而且寿命很短。这些恒星被称为 "人口III",我们从未见过。

恒星是通过核聚变来 "驱动 "的,在这里,较轻元素的原子核结合成较重的元素。在较小的恒星中,主要是将氢核聚变为氦核聚变。但在较大的恒星中--如人口三号恒星被认为是如此--可以锻造出包括硅和铁在内的元素。

当这种恒星在壮观的超新星爆炸中结束生命时,它们会将这些元素喷出到宇宙中。当新的恒星形成时,这些元素就会被卷入其中--因此,一颗恒星所含的金属量是判断其形成时间的可靠指标。

例如,根据恒星的金属性,我们知道太阳距离宇宙大爆炸还有几代--也许是100代--的时间。

但我们在银河系中发现了其他恒星的金属度很低,说明它们的起源于早期宇宙。2MASS J18082002-5104378 B就是这样一个天体,它是之前的最低铁含量[Fe/H]=-4.07±0.07的记录保持者--大约是太阳的11750倍。

但SMSS J160540.18-144323.1的[Fe/H]=-6.2±0.2。正如Nordlander所说,这大约是金属量少了150万倍左右。

不可能有第三人口恒星存活了足够长的时间让我们研究它们。但通过后来的恒星,它们的故事可以被揭开。

研究人员认为,赋予SMSS J160540.18-144323.1号恒星以铁质的恒星对于早期宇宙来说,质量相对较低,只有太阳的10倍左右。这样的质量足以产生一颗中子星;而且,经过相对较弱的超新星,研究小组认为这就是它所做的事情。

超新星爆炸可以引发快速中子捕获过程,即r过程。这是一系列的核反应,在这些核反应中,原子核与中子碰撞,合成出比铁更重的元素。

在恒星中没有明显的证据显示这些元素的存在,这可能意味着这些元素被新死的中子星捕获回来。但有足够的铁逃逸出来,被纳入了SMSS J160540.18-144323.1的形成中。

它很可能是那第二代恒星中最早的成员之一。

而且,它正在消亡。它是一颗红巨星,这意味着这颗恒星正处于生命的末期,在它转入氦核聚变之前,它正在用尽最后的氢气。

研究小组认为,对它进行更仔细的研究,可以获得更多关于人口三号恒星的信息。但想象一下,如果它能说话,会讲出什么故事。

这项研究已经发表在英国皇家天文学会的《月报》上,这个故事的一个版本首次发表于2019年8月。