天文學家或許即將發現早期宇宙誕生的第一批恆星

宇宙誕生初期，廣闊黑暗空間充滿氫與氦，直到第一批恆星從高密度氣體分子雲誕生，才開始出現星光。當這些恆星接近演化末期，核心核融合反應才首度製造出比氫氦更重的其他元素。

分類為第三族（Population III）的第一代恆星，至今仍未有直接觀測的證據。直到近期團隊發表研究認為，可能已在早期宇宙發現一個富含第三族恆星的星系GLIMPSE-16403。雖然GLIMPSE-16403僅歸類為由第三族恆星的候選目標，但代表發現宇宙第一批形成恆星的時刻或許指日可待。

▲ 天體為球狀星團NGC 1866，大部分由非常古老的第二族恆星組成，即是接續宇宙早期第三族恆星後產生的下代恆星。（Source：ESA / Hubble and NASA）

宇宙黎明（Cosmic Dawn）指的是大霹靂後約十億年間，宇宙從炙熱的夸克─膠子組成的電漿，演化至第一批形成恆星與星系誕生，為宇宙帶來光明的過程。這些初代恆星、星系對宇宙演化過程至關重要，因為比氫和氦更重的元素，只能從恆星演化末期的核融合反應，以及超新星爆發等劇烈的過程產生。迄今研究僅能經間接證據推測這些恆星存在，但未能直接探測到它們。

天文學家推測，第三族恆星可能極為龐大，遠超過目前宇宙所見的恆星質量。由於質量越大恆星壽命越短，這些恆星或許早演化成黑洞或超新星殘骸，而將死亡前製造的重元素拋散至星際物質，影響後續形成恆星的演化。因此天文學家非常希望直接觀測到宇宙最初的恆星，以了解宇宙黎明時期，第一批形成的恆星與星系是如何電離吹散濃密的中性氫雲氣，讓宇宙變透明。

▲ 大質量恆星就如這些大麥哲倫星雲的藍白色恆星，比質量低恆星溫度更高，核心核融合反應更劇烈，因此恆星本身燃料消耗得更快，壽命也更短。（Source：ESA / Hubble, NASA and D. A. Gouliermis）

由於在遼闊宇宙尋找第三族恆星猶如大海撈針般困難，故團隊決定對特定區域，尋找有強烈氫與氦光譜特徵但缺乏其他重元素的星系。分析研究後團隊篩選出兩個候選星系，其一較不確定，而星系GLIMPSE-16403符合所有候選標準。此星系出現在大霹靂後約8.25億年，故成為第三族恆星組成星系的最佳候選者。

但確認GLIMPSE-16403是否為第三族恆星組成仍需更多觀測，特別是標定精細的光譜數據，這對如此遙遠的觀測目標來說極具挑戰性。儘管如此，這項發現仍令人振奮，能直接觀測到第三族恆星或許即將成真。研究員說明：「約百年前，人類觀察宇宙的疆界首次突破銀河系邊緣，由仙女座與三角座星系標示出我們在宇宙的位置。回顧這百年來重大發現，我們不禁好奇，當年天文學家若得知人類即將親眼見證宇宙形成初期最早誕生的恆星，會有何感想？」