銀河系內最貧鐵恆星離地球 35,000 光年,可能是宇宙第一批恆星的孩子

作者 | 發布日期 2019 年 08 月 06 日 13:02 | 分類 天文 , 尖端科技 , 航太科技 follow us in feedly


「我們找到了一台時光機器,能將我們帶回早期宇宙」,天文學家宣布從銀河系找到一顆幾乎和宇宙一樣老的恆星,將幫助揭開宇宙第一批恆星的種種面貌。

恆星按照年齡、化學物質組成、空間分布與運動特性等特徵,可分成第一星族、第二星族和理論上的第三星族,第一星族恆星包含一定數量比氦重的重元素(天文學通稱為「金屬」),來源為上一代恆星經超新星爆炸、或行星狀星雲物質擴散的過程,我們的太陽即屬於第一星族。

第二星族恆星的年齡比第一星族大上許多,形成於大爆炸之後,重元素含量少(所有重元素都要靠前幾代恆星不斷經歷超新星爆炸、重生、爆炸的過程累積),因此也缺乏構成行星的元素,通常周遭不太有行星環繞。

至於理論上的第三星族星誕生於大爆炸後不久,除氫、氦以及微量鋰外,不含任何重元素,天文學家推測它們非常巨大且短命(只有數百萬年),迄今仍未發現這一星族的恆星。

目前我們已知宇宙最古老的恆星是「HD 140283」,別稱「瑪土撒拉星」(Methuselah star),距離地球約 190 光年,普朗克衛星觀測資料測定宇宙年齡為 137.98 ± 0.37 億年,鐵含量低於太陽 1%,但由於非完全不含金屬,因此分類仍屬於第二星族。

銀河系內鐵含量最低的恆星

而由 ASTRO 3D(ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions)天文學家 Thomas Nordlander 領導的團隊,如今發現了銀河系內最缺鐵的恆星「SMSS J160540.18-144323.1」,距離我們約 35,000 光年遠,雖然不是至今發現最老的恆星,但卻能揭開宇宙第一批恆星的祕密。

利用賽丁泉天文台(Siding Spring)的 SkyMapper 望遠鏡分析表明,SMSS J160540.18-144323.1 恆星鐵含量比例只有 1/50,000,000,000,比太陽的鐵含量低 150 萬倍,好比奧運游泳池裡的一滴水。

團隊認為,SMSS J160540.18-144323.1 恆星就是第三星族星爆炸後誕生的第一批孩子,而經歷超新星爆炸的那顆第三星族母星,質量可能只有太陽 10 倍,且爆炸威力不大,所以只有少量鐵逃脫出來,與周遭大量輕元素重新結合形成 SMSS J160540.18-144323.1 這顆恆星──最年老恆星退役,宇宙開始迎接新世代恆星。

在此之前,銀河系內貧鐵恆星的紀錄保持者為 2MASS J18082002-5104378 B,鐵含量比太陽少 11,750 倍。

Thomas Nordlander 表示,宇宙第一批所有恆星都不可能存活至今,但它們死亡後再孕育出的第一代孩子──比如 SMSS J160540.18-144323.1 這顆紅巨星,能幫助科學家了解父母恆星的種種樣貌。

新論文發表在《皇家天文學會月報》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letter)。

(首圖來源:ASTRO 3D