为时间打开一扇窗

一颗罕见的恒星为时间打开了一扇窗

EPFL天体物理学家参与了一颗非常稀有的恒星发现,这颗恒星特别古老而且缺乏金属。作为来自遥远过去的信使,它将让科学家们在大爆炸之后对年轻宇宙有更多的了解。EPFL天体物理学实验室(LASTRO)的研究员Pascale Jablonka说:有了重大发现,这对我们对宇宙中第一代恒星形成的理解提出了质疑。”是,这是一个致力于寻找最古老和缺乏金属的恒星的国际项目。它允许最近鉴定出一件极为罕见的物品。它被命名为“纯净221”,是迄今为止银河系光环中最缺乏金属的10颗恒星之一。此外它是两颗几乎完全不含碳的著名恒星中的一颗。这一突破发表在《皇家天文学会月刊》上。

博科园-科学科普:对于早期宇宙的研究,天文学家有不同的方法可供选择:一种是观察宇宙深处,然后回到过去,观察第一批恒星和星系的成长。另一种选择是研究我们所在星系银河系中最古老的幸存恒星,以获取来自早期宇宙的信息。由莱布尼茨波茨坦天体物理研究所(AIP)和斯特拉斯堡大学领导的原始调查正在寻找这些原始恒星。

要在众多的年轻恒星中找到这些最古老的信使并不容易。就在大爆炸之后,宇宙充满了氢、氦和少量锂。没有更重的元素存在,因为它们只是在炽热的恒星内部合成,而那些还不存在。我们的太阳大气中约有2%重元素,当对它的光进行光谱分析时就可以看到这一点。

原始221光谱显示了大量的氢谱线和很少的其他元素,除了少量的钙。这告诉我们恒星是超贫金属的,这种大气中不常见的较重元素的缺乏意味着它可能属于星系中形成的早期恒星。图片:Ecole Polytechnique Federale de Lausanne

由于这一事实,天体物理学家可以得出这样的结论:太阳是作为新一代恒星的一部分而出现,并且在大气层中“循环”了那些在它之前存在很久的恒星的产物,而这些产物后来就消失了。在寻找最古老的恒星时,科学家们寻找的是比我们的太阳拥有更纯净大气层的恒星。大气越纯净,这颗恒星诞生的年代越早。研究不同世代的恒星可以让我们了解银河系的形成历史——这一研究领域因此也被称为近场宇宙学。

化学丰度

这个原始的研究小组在加拿大-法国-夏威夷望远镜上使用了一个特殊的窄带滤光器来预先选择具有原始大气的候选恒星。随后,西班牙的艾萨克·牛顿小组和智利的欧洲南方天文台的望远镜进行了详细的光谱运动。EPFL的研究人员Pascale Jablonka和Carmela Lardo组成了三个小组中的一个,他们与巴黎天文台和Canarias天体物理研究所一起,负责光谱分析和化学丰度测量,从而确定了这颗特别的恒星,可以证明这颗恒星的大气层中确实只有很少的重元素。

与太阳相比,大多数元素的耗竭系数在1万到10万之间。此外不同元素的详细模式也很突出。通常非常缺乏金属的恒星在碳元素上表现出很大的增强,而这颗恒星却没有。这使得这颗恒星成为同类恒星中的第二颗,也是早期宇宙的重要信使。科学家们曾经认为碳是一种必要的冷却剂,可以使恒星形成的气体云产生小碎片,并导致高红移宇宙中低质量恒星的形成,现在有两个这样古老和低碳恒星的例子,模型需要修正。

博科园|研究/来自:洛桑联邦理工学院

参考期刊文《皇家天文学会月报》

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