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距今130亿年远古气体云揭示首批恒星更早形成

科普小知识2022-01-23 10:02:12
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根据物理学家组织网络最近的一份报告,一个国际天文学家小组意外地发现了一个包含大爆炸后约8.5亿年信息的古老气体云,大爆炸是星系和恒星形成的早期阶段。令人惊讶的是,就相对丰度而言,这种气体云的化学特征非常现代,这表明第一批恒星必须在大爆炸后不久形成,比我们现在认为的要早。结果发表在《天体物理学杂志》上。

研究人员称,大爆炸发生在大约138亿年前。在大爆炸后的最初几亿年里,第一批恒星和星系形成了,但细节仍然未知。

揭示第一代恒星是如何形成的是重建宇宙历史的最重要目标之一。在接下来的宇宙中,比氢更重的元素在气体云坍缩形成恒星的过程中扮演着重要的角色,但是这些化学元素(尤其是碳)在恒星中形成,并以超新星爆炸的形式扩散到太空中。因此,在第一批恒星中,那些化学元素根本不存在,因为在大爆炸后不久,宇宙中只有氢和氦原子,这就是为什么第一批恒星与所有后来的恒星有着根本的不同。

在最新的研究中,由德国马克斯·普朗克天文研究所的爱德华多·巴纳德领导的团队发现,遥远类星体P183+05的光谱是不寻常的。结果表明,这些光谱特征是非常接近类星体的气体云的“线索”。

从气体云的光谱中,研究人员得到了它和地球之间的距离。研究表明,气体云出现在宇宙诞生后的10亿年内,是天文学家迄今发现的最遥远的气体云之一。他们还发现了微量的化学元素,包括碳、氧、铁和镁,但这些元素的丰度只有太阳大气中的1/800。

分析表明,气体云的化学成分不是原始状态,其丰度与星系间气体云相似,这表明第一批恒星的形成肯定比我们现在认为的要早得多。

研究人员正在系统地寻找其他类似的气体云。巴纳德说:“如果我们想确定第一批恒星的特征,我们需要在宇宙历史的早期探测它们。我们将找到更远的气体云,帮助我们理解第一批恒星是如何诞生的。”