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宇宙初代恒星或现踪迹:韦布望远镜捕捉到III族恒星关键证据

   时间:2025-11-22 10:40:34 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

在探索宇宙起源的征程中,科学家们或许迎来了重大突破——詹姆斯·韦布太空望远镜可能捕捉到了宇宙中首批恒星的踪迹。这些被称为III族恒星(Population III stars)的天体,理论上诞生于138亿年前的大爆炸之后,是宇宙中最早出现的恒星,也是现今所有恒星的“祖先”。

III族恒星完全由氢和氦构成,没有其他重元素。它们的体积和质量远超现代恒星,质量可达太阳的百万倍,亮度更是太阳的数十亿倍。然而,这些“巨无霸”的寿命却异常短暂,早已在宇宙的演化中消失殆尽。不过,由于光速的限制,当我们向宇宙深处眺望时,实际上是在回望过去。因此,科学家们相信,只要观测得足够遥远,就有可能捕捉到这些初代恒星的余晖。

最近,以美国俄亥俄州托莱多大学天体物理学副教授Eli Visbal为首的科研团队宣布,韦布望远镜在距离地球130亿光年的矮星系LAP1-B中,发现了符合III族恒星特征的证据。光谱分析显示,这些恒星不仅释放出大量高能光子,而且个体庞大,质量与理论预测高度吻合。

这些恒星发出的光最初是紫外线,但随着宇宙的膨胀,其波长被极度拉伸,最终变成了红外线。而韦布望远镜正是一台专门设计用于观测红外线的太空望远镜,这使得它成为寻找III族恒星的理想工具。

研究人员指出,这并非韦布望远镜首次发现疑似III族恒星。2024年3月,它曾在宇宙诞生仅4.3亿年时的GN-z11星系中发现过类似候选者。然而,LAP1-B是唯一一个同时具备III族恒星三大关键特征的案例:它形成于低金属(氢氦)环境中,环境温度适宜;位于一个仅含少量超大质量恒星的低质量星系内;且星系的质量分布符合初始质量函数的数学条件——即理论上这些恒星在形成时,其质量在族群中应当具有特定的分布方式。

这一发现之所以成为可能,得益于一种名为“引力透镜”的天文现象。一个距离地球较近的星系团MACS J0416从LAP1-B前方经过,其巨大的质量扭曲并放大了后方遥远天体的影像,使得LAP1-B得以“现身”。

哈勃太空望远镜此前拍摄的MACS J0416星系团图像中,那些多彩的细长光带正是引力透镜效应的产物。前景星系团的巨大质量将后方遥远天体的光线弯曲并放大,形成了这些壮观的景象。

 
 
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