第一代恒星不只有一种定义,古老恒星中有第一颗恒星的残骸

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15: 37: 06全球科学猫

作者:文/俞子

经过长时间的太空探索,人类对其中许多人的进化有了清晰的认识,包括他们早期的形成阶段,以及他们后来如何进化。科学家们也可以理解早期恒星的本质,尽管他们的阶段已经成为过去,而这个探索过程就像拥有一台可以将我们所有人带回宇宙最早期的时间机器。在此之前,我们对宇宙中第一代恒星的探索一直处于理论阶段,直到科学家发现了宇宙中最早的恒星之一的指纹,最后他们才能以这种方式研究第一颗恒星。

第一代恒星的定义并不是唯一的

与普通恒星不同,第一代恒星也有一个名称,即三星之星。顾名思义,它指的是第一代可探测的恒星,科学家根据它们在宇宙早期可能形成的图像给出了该组的各种定义。它们是:出生于银河系的第一代恒星成员,尚未进化的恒星(例如寿命≥14Gyr的恒星),具有原始气体化学成分的恒星和金属丰度[Fe]/H]≤-6(或金属丰度为零的星)。科学家们认为研究第一代恒星特别重要的原因是因为它为原始气体星云的演化,超大质量黑洞的形成以及星系的早期演化提供了重要信息。

与此同时,科学家们还可以分析第一代恒星的光度测量和光谱观测,并从中提取更多相关内容。例如,它可以为s过程和r过程产生的天体物理环境提供认证;设定MDF特性的限值,即银河晕的金属丰度分布函数的下限;对于第一代AGB恒星核合成的结果,以及早期银河混合过程的效率,提供了证据;测量银河系中心的距离变化,星系合并产生的“子结构”的运动学限制,以及第二代恒星中重金属元素的丰度。在测量方面,第一代恒星的存在具有特别重要的目的。

一颗罕见的古代恒星中的第一颗恒星残骸

最后,宇宙中的第一颗恒星之一SMSS J.18-.1被科学家捕获。它离我们大约35,000光年,位于银河系的另一边。这颗罕见的古代恒星包含宇宙中第一颗恒星的遗骸。它是死星在爆炸中形成超新星,但这是一颗相当微弱的恒星。生活在早期的宇宙中,它的金属含量特别低,在其中我们找到了它的祖先的标志。科学家经常从不公平的角度描述一颗恒星。我们都知道金属是比锂,氦和氢更重的元素,这些元素是在宇宙大爆炸时产生的。然而,早期恒星只包含那三个较轻的元素,因此较重的元素是由连续几代恒星产生的。

恒星SMSS J.18-.1的确表现不同。它具有非常低的金属度,甚至铁含量几乎为零。我们可以使用这组数字来直观地感知结果。恒星的铁含量,每500亿个原子只有一个原子是铁,就像在大型游泳池中存在一滴水一样。如果将它与太阳的铁含量进行比较,那么太阳将高出约150万倍。关于这种“贫血”恒星的形成时间,科学家们说这可能是大爆炸后数亿年。及时。在我们的银河系中发现了一种铁含量如此低的恒星,这表明它诞生于宇宙的第一颗恒星 - 即所谓的第一代恒星之后。

古代恒星形成了什么样的环境?

科学家说明星SMSS J.18-.1应该有一个古老的祖先。在它的祖先星球上,没有重元素,由于燃料量很大,它的质量比太阳系中的太阳大10倍左右。燃烧,导致生命周期缩短。当这个祖先的行星进化到生命的尽头时,它会产生超新星般的爆炸。爆炸期间产生了较重的元素,但大部分元素都被扔进了星际空间。然而,由于爆炸期间产生的能量不是特别强,因此大量的重元素被重新占据到那些能够被注入空间而不是碳的致密残余材料中。重元素如此之小,以至于它是我们今天发现的古老恒星。简而言之,恒星的祖先没有弹出大部分的化学富集,而是返回爆炸后形成的超新星的残余物。

事实上,这颗古老的恒星除了含铁量低外,还具有与其他恒星不同的特征。例如,明星SMSS J.18-.1的碳含量将远高于普通恒星。至于高碳含量的原因,除了原始事件中化学物质的下降之外,它当然可能包括可能的因素,例如伴星。然而,没有发现古代恒星的观察结果被氮增强,因此也排除了导致碳丰度增加的中等质量伴侣的可能性。同时,由于初始环境中不存在金属,因此也排除了星际介质的污染。

因此,这颗古代恒星的祖先在进入超新星后将进行重元素的核合成。然而,由于超新星的爆炸强度较弱,这些合成的较重元素没有被注入太空,而是被抛回其祖先的遗迹,导致恒星SMSS J.18-当.1形成时,那里周围没有金属。虽然找到宇宙中缺少金属的第一颗恒星是不现实的,但我们可以通过这颗古代恒星的星形指纹解锁宇宙中第一颗恒星的关键信息。正如我们现在所做的那样,科学家可以通过跟踪他们的“孩子”来获得第一批恒星的关键信息。

作者:文/俞子

经过长时间的太空探索,人类对其中许多人的进化有了清晰的认识,包括他们早期的形成阶段,以及他们后来如何进化。科学家们也可以理解早期恒星的本质,尽管他们的阶段已经成为过去,而这个探索过程就像拥有一台可以将我们所有人带回宇宙最早期的时间机器。在此之前,我们对宇宙中第一代恒星的探索一直处于理论阶段,直到科学家发现了宇宙中最早的恒星之一的指纹,最后他们才能以这种方式研究第一颗恒星。

第一代恒星的定义并不是唯一的

与普通恒星不同,第一代恒星也有一个名称,即三星之星。顾名思义,它指的是第一代可探测的恒星,科学家根据它们在宇宙早期可能形成的图像给出了该组的各种定义。它们是:出生于银河系的第一代恒星成员,尚未进化的恒星(例如寿命≥14Gyr的恒星),具有原始气体化学成分的恒星和金属丰度[Fe]/H]≤-6(或金属丰度为零的星)。科学家们认为研究第一代恒星特别重要的原因是因为它为原始气体星云的演化,超大质量黑洞的形成以及星系的早期演化提供了重要信息。

同时,科学家还可以分析第一代恒星的光度和光谱观测结果,并从中提取出更相关的内容。例如,它可以为S-过程和R-过程产生的天体物理环境提供证明;为MDF的特性设定限制,即银河晕的金属丰度分布函数的下限;对于第一代AGB恒星,结果关于核合成以及早期星系混合过程的效率,提供了证据;测量银河系中心的距离变化,星系合并产生的“子结构”的运动局限性,以及重金属元素的丰富性。在第二代恒星中。在测量方面,第一代恒星的存在有一个特别重要的目的。

一颗罕见的古代恒星的第一颗恒星残骸

最后,科学家们捕捉到了宇宙中最早的恒星之一SMSSJ.18-.1。它距离我们约光年,在银河系的另一边。这颗罕见的古代恒星包含了宇宙中第一颗恒星的遗迹。是死恒星在爆炸中形成了超新星,但这是一颗相当微弱的恒星。它生活在早期的宇宙中,金属含量特别低,我们在其中发现了它祖先的印记。科学家经常从金属性的角度来描述恒星。我们都知道金属是一种比锂、氦和氢重的元素,这些元素是在大爆炸期间产生的。然而,早期的恒星只包含这三种较轻的元素,因此较重的元素是由连续几代恒星创造的。

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恒星SMSS J.18-.1的确表现不同。它具有非常低的金属度,甚至铁含量几乎为零。我们可以使用这组数字来直观地感知结果。恒星的铁含量,每500亿个原子只有一个原子是铁,就像在大型游泳池中存在一滴水一样。如果将它与太阳的铁含量进行比较,那么太阳将高出约150万倍。关于这种“贫血”恒星的形成时间,科学家们说这可能是大爆炸后数亿年。及时。在我们的银河系中发现了一种铁含量如此低的恒星,这表明它诞生于宇宙的第一颗恒星 - 即所谓的第一代恒星之后。

古代恒星形成了什么样的环境?

科学家说明星SMSS J.18-.1应该有一个古老的祖先。在它的祖先星球上,没有重元素,由于燃料量很大,它的质量比太阳系中的太阳大10倍左右。燃烧,导致生命周期缩短。当这个祖先的行星进化到生命的尽头时,它会产生超新星般的爆炸。爆炸期间产生了较重的元素,但大部分元素都被扔进了星际空间。然而,由于爆炸期间产生的能量不是特别强,因此大量的重元素被重新占据到那些能够被注入空间而不是碳的致密残余材料中。重元素如此之小,以至于它是我们今天发现的古老恒星。简而言之,恒星的祖先没有弹出大部分的化学富集,而是返回爆炸后形成的超新星的残余物。

事实上,这颗古老的恒星除了含铁量低外,还具有与其他恒星不同的特征。例如,明星SMSS J.18-.1的碳含量将远高于普通恒星。至于高碳含量的原因,除了原始事件中化学物质的下降之外,它当然可能包括可能的因素,例如伴星。然而,没有发现古代恒星的观察结果被氮增强,因此也排除了导致碳丰度增加的中等质量伴侣的可能性。同时,由于初始环境中不存在金属,因此也排除了星际介质的污染。

因此,这颗古代恒星的祖先在进入超新星后将进行重元素的核合成。然而,由于超新星的爆炸强度较弱,这些合成的较重元素没有被注入太空,而是被抛回其祖先的遗迹,导致恒星SMSS J.18-当.1形成时,那里周围没有金属。虽然找到宇宙中缺少金属的第一颗恒星是不现实的,但我们可以通过这颗古代恒星的星形指纹解锁宇宙中第一颗恒星的关键信息。正如我们现在所做的那样,科学家可以通过跟踪他们的“孩子”来获得第一批恒星的关键信息。