
當前宇宙始於大爆炸,最初僅含氫、氦等輕元素,隨著宇宙第一代恆星誕生並迅速死亡爆炸、新一批恆星出現,才開始形成更多重元素。最近,韋伯太空望遠鏡發現幾乎不含重元素的宇宙最原始星系 AMORE6,若進一步證實,將成迄今最有力「原始星系」線索之一,為第一代恆星誕生條件提供關鍵觀測約束,並支持大爆炸模型預測。
天文學家正與韋伯太空望遠鏡(JWST)一起奔向可觀測宇宙邊界,努力尋找第一批在宇宙形成的恆星(又稱第三星族星)存在證據。
第三星族星(Population III stars)誕生於大爆炸後不久,可以說是純大爆炸產物,特徵與現代恆星完全不同,包括:幾乎完全沒有比氦更重的元素(宇宙當時還沒有重元素),質量可能達太陽數百倍,壽命僅 200~500 萬年。
隨著第三星族星經歷劇烈爆炸、從星雲殘骸孕育下一代恆星,於核融合過程鍛造出宇宙第一批金屬元素,星際空間才開始充滿豐富重元素,對後續星系形成演化具重要影響。
此外,恆星不會孤立形成,因此理論上應該存在不含金屬元素的第三星族星系,只是第三星族星生命極短又生於宇宙早期,過去一直未有直接觀測證據。
直到最近,韋伯太空望遠鏡發在紅移 z = 5.725 處(宇宙形成後約 9~10 億年)檢測到名為 Amore6 的星系,不存在任何氧氣排放特徵,表明星系金屬量極低,且 Amore6 星系質量相對低、形態極為緊湊,符合在原始環境形成恆星的特徵。
雖然韋伯望遠鏡找到過其他更古老而完整的早期宇宙星系,因此大爆炸後將近 10 億年還存在這種接近原始環境、幾乎無金屬的星系令人困惑,但此發現顯示在相對較晚的宇宙時期仍有類似原始星系的環境,對星系形成、化學演化具重要意義,未來需更多數據確認與解釋細節。
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(首圖來源:AI 生成)