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天文学家发现古老恒星:宇宙早期篇章的珍贵窗口 开启恒星演化新探索

   时间:2026-04-08 18:52:28 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

在浩瀚宇宙的探索征程中,天文学家们又有了重大发现。芝加哥大学的天文学家亚历山大·吉带领团队,发现了一颗极其古老的恒星,这颗恒星属于宇宙中形成的仅第二代恒星,诞生于大爆炸后几十亿年,为人类窥视宇宙早期篇章提供了难得机会。

该研究团队阵容强大,除亚历山大·吉外,还包括卡内基天体物理学家朱娜·科尔迈尔,她负责监督斯隆数字巡天(SDSS)第五代项目。此次发现意义非凡,这些原始恒星是了解宇宙中恒星和星系诞生之初的窗口。亚历山大·吉表示,和学生们分享观测经历十分特别,他曾带芝加哥大学的本科生们去拉斯坎帕纳斯进行观测旅行,有学生称第一次去那里就真正爱上了天文学。

宇宙起源于大爆炸,当时是极热且致密的粒子混合物。随着宇宙膨胀,温度降低,中性氢气形成。在数亿年里,密度略高的区域在自身引力作用下坍缩,诞生了首批几乎全由氢和氦组成的恒星。这些早期恒星燃烧剧烈、寿命短暂,死亡前通过核聚变产生更重元素,再经剧烈爆炸将物质散布到太空,后来恒星世代由这种富集物质形成,宇宙元素种类逐渐增加。

科学家们为何如此关注第二代和第三代恒星呢?原来,宇宙中所有较重元素(天文学家称其为金属)都是通过恒星过程产生的,从恒星内部聚变反应到超新星爆炸,再到高密度恒星碰撞。发现金属含量极低的恒星,就意味着可能遇到了特别的天体。由于最早时期的单个恒星无法直接观测,天文学家便寻找距离地球更近的古老幸存者。朱娜·科尔迈尔解释,要在宇宙“后院”寻找这些天体,像SDSSV这样的巡天项目旨在从众多恒星中找到这些“针”,检验关于恒星形成与爆炸的理论。

斯隆数字巡天是有史以来极具影响力的天文项目之一,现阶段利用南北半球望远镜,包括智利的杜邦望远镜和新墨西哥州的阿帕奇点天文台,在天空收集数百万条光学和红外光谱。此次发现就与该项目密切相关,学生们在拉斯坎帕纳斯天文台的经历体现了协作环境的重要性。该天文台有四台卡内基望远镜,项目主要依赖其中两台。学生们第一天晚上在杜邦望远镜旁观摩SDSSV数据收集,第二天晚上用麦哲伦克莱望远镜自主观测。发现后,亚历山大·吉调整学期安排,让学生专注分析结果,让他们体会到灵活性对科学进步的推动作用。朱娜·科尔迈尔希望更多调查项目能让这种探索式课程成为常态。

通过将观测结果与欧洲空间局盖亚任务的数据结合,研究团队发现这颗恒星距离地球约8万光年,可能形成于银河系之外,后被吸入银河系。此次发现不仅在天文学研究上有重要意义,对培养下一代天文学家也至关重要。开展此类项目能激发人们对科学实践的热情,让有好奇心的年轻学习者在天体物理学领域找到自己的位置。

恒星是由引力束缚形成的球形发光等离子体天体,太阳就是典型代表。它通过内部氢核聚变将氢转化为氦,释放巨大能量维持发光发热,同时引力与核聚变产生的向外压力平衡,保持稳定形态。恒星是宇宙主要天体之一,不同质量的恒星演化路径不同,最终可能成为白矮星、中子星或黑洞。

 
 
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