原始恒星

恒星

原始恒星是据美国科学日报报道，天文学家发现了早期宇宙的“残骸”——一颗宇宙大爆炸之后形成的第二代恒星。它位于距离地球29万光年之遥的矮星系玉夫星座，这颗恒星具有不同寻常的银河系最古老恒星的化学成份。这项研究将证实银河系曾经历过一个“嗜食阶段”，银河系通过吞并矮星系和其他星系成份而逐渐增大当前体积。

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美国哈佛－史密逊天体物理中心天文学家安娜－弗雷贝尔(Anna Frebel)说：“这颗恒星很可能接近宇宙的年龄。”这项研究报告发表在《自然》杂志上。矮星系是一种仅有数十亿颗恒星的小星系，相比之下银河系却拥有数千亿颗恒星。在星系形成理论中，较大的星系在过去数十亿年里通过吸收体积较小的邻近星系，从而使自己的体积膨胀扩展。

深入分析

弗雷贝尔解释称，如果你观看银河系形成的“延时电影”，你将看到一群矮星系像蜜蜂一样围绕在蜂箱周围，随着时间的推移，这些小星系在一起发生碰撞，它们内部的恒星逐渐混合，便形成像银河系这样的较大星系。

如果矮星系的确是较大星系构成的“积木”，那么相同类型的恒星将存在于矮星系和较大星系中，尤其是那些寒冷、“缺乏金属”的恒星。依据天文学家的观点，“金属”是比氢或氦更重的化学元素，由于它们形成于恒星进化过程中，金属物质很罕见地存在于早期宇宙，因此古老恒星倾向于缺少金属物质。

银河系光环中的古老恒星拥有较少的金属物质，其金属物质成份比率比太阳低10万倍，太阳是一颗典型的年轻恒星，富含金属恒星。在过去数十年的星体勘测中，在矮星系中很难发现像这样非常缺少金属的恒星。

卡内基协会天文台的乔希－西蒙(Josh Simon)是合著作者之一，他说：“银河系内最初拥有的恒星数量要超过之前任何的矮星系。如果矮星系具有银河系的原始起源成份，这将很难理解为什么不会存在类似的恒星。”

研究小组猜测由于不能测量到更多的缺少金属恒星，用于测量矮星系中缺少金属成份的恒星的方法可能会产生偏差。美国加利福尼亚州理工学院天文学家埃文－基尔毕(Evan Kirby)是研究小组成员之一，他最新研制了一种方法能够依次评估大量恒星中的金属成份，尽可能有效地在矮星系中寻找更多的缺少金属成份的恒星。

第18星等恒星

S1020549

基尔毕说：“这要比在干草堆里挑针头还要难，我们通过数以百计的候选星系中最终挑选出我们的探测目标。”在众多勘测目标中，研究小组发现矮星系玉夫星座中有一颗昏暗、第18星等的恒星——S1020549，智利卡内基协会麦哲伦天文望远镜的恒星光线分光镜测量结果显示，S1020549恒星的金属成份比率比太阳高6000倍，这要比迄今发现的任何矮星系中金属成份比率低5倍。

研究人员测量了S1020549恒星所蕴含的全部金属物质，比如：镁、钙、钛和铁等。这些成份类似于银河系内古老的恒星，从而支持了像银河系这样的大星系内部恒星最初起源于矮星系。

研究人员期望未来的探测将能发现矮星系内其他的缺少金属恒星，虽然这些恒星的距离和亮度对于当前光学望远镜勘测是一个重大挑战。像24.5米直径的巨型麦哲伦天文望远镜的下一代超大光学望远镜，将装配着高清晰度声谱仪，从而通过分析恒星化学成份揭开星系膨胀研究的新途径。

西蒙称，在这项研究中，S1020549恒星的超低金属含量将标志着如何理解银河系的组成原理，之前我们所认为的银河系光环形成于大量矮星系被摧毁过程的理论是正确的。

模拟原始恒星

利用大量的计算机模拟，天文学家首次得到了第一代恒星在银河系中的分布模式，这些恒星之前从未被观测到过。这对解决长期困扰科学家的恒星祖先问题是很重要的。他们的结果将发表在本周的《Astrophysical Journal》上。

??尽管经过了很多年的寻找，没有人发现过这些恒星。California大学Santa Barbara分校Kavli理论物理研究所的Evan Scannapieco说：“很多天文学家认为这是因为这些恒星不含重元素。由于我们的星系从内向外形成，所以古老的恒星应该在星系的中心。但是银河系中心非常拥挤，很难探测到这些古老恒星。”

??这些早期恒星应该和后形成的恒星看起来很不一样。氧，碳和其它大部分地球上的元素是在恒星中生成的，而不是在大爆炸中。英国Central Lancashire大学理论天体物理学的Brad K. Gibson说：“这些重元素在恒星中心产生，只有当恒星死亡爆炸时才能释放出来，这意味着目前仍存在的第一代恒星应该表现出没有重元素的特点。”

??利用对银河系形成的细致模拟，科学家不但得到了恒星形成的过程，而且得到了其气体的化学组成。Carnegie天文台的Daisuke Kawata认为：“古老的恒星在银河系中心死亡，其重元素需要很长时间才能弥散开来。因此在之后一段时间形成的恒星也只含有原始元素。这些恒星应该广泛存在。”由于在银河系周边的这些恒星较容易探测到，所以应该还有其它未探测到这些原始恒星的原因。

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