第一代恆星有證據?天文學家從繞轉銀河系的矮星系發現蹤跡

作者 | 發布日期 2021 年 10 月 22 日 8:30 | 分類 天文 Telegram share ! follow us in feedly


約 137 億年前宇宙還很年輕時,第一代恆星在黑暗中形成,並照亮宇宙,但天文學家還沒找到這稱為星族 Ⅲ 的第一代恆星。最近天文學家可能在繞銀河系轉的矮星系發現蹤跡。

恆星AS0039位在29萬光年之外的玉夫座矮橢球星系(Sculptor Dwarf Galaxy)。據義大利佛羅倫斯大學的天文學家團隊分析,不僅是銀河系外金屬豐度最低的恆星,且在所有恆星碳豐度也最低。團隊表示:AS0039鐵含量低,甚至不含碳,且與其他較重元素如鈣相比,鎂含量也極低。

天文學家對宇宙演化已有相當了解,大霹靂後幾百萬年裡,太空充滿熾熱不透明的氣體,直到第一批恆星誕生以紫外線將氣體電離後,宇宙才開始清晰透明。由於星族Ⅲ形成前,宇宙沒有重元素,所以天文學家認為這種第一代恆星的重元素應該非常貧乏;如果發現金屬含量低的恆星,意味這顆恆星一定很老。

AS0039金屬含量確實很低,所在的玉夫座矮橢球星系也缺乏金屬,只有銀河系碳豐度4%,這也表明是原始星系。但團隊發現對缺乏金屬的恆星來說,這顆恆星更缺乏碳和鎂,由於這些元素是恆星核心核融合形成,表明形成的AS0039分子雲不太尋常。

研究小組表示,這種碳─鐵、鎂─鈣和鎂─鈦豐度比極超新星(hypernova)爆炸後殘骸一致,這是能量是普通超新星威力大10倍的超新星。由於鈣和鈦是超新星爆炸過程形成,能量更大的爆炸產生更多鈣、鈦,所以這理論能解釋AS0039元素豐度。團隊以電腦模擬,估計這顆前身恆星質量約太陽21倍,爆炸能量為10×1051爾格。這表明對宇宙的第一代恆星研究更進一步。研究發表在《The Astrophysical Journal Letters》期刊。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖為玉夫座矮橢球星系,來源:ESO