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  欧洲天文学家团队借助欧洲南方天文台(ESO)的甚大望远镜(VLT),追捕到一颗银河系中已经绝迹的恒星。他们发现,这颗恒星几乎全部由氢和氦组成,其余元素的含量极低。这个有趣的发现使它处于被广泛接受的恒星形成理论的“禁区”中,因为理论上在形成的最初阶段,这样的元素组合是不能形成恒星的。研究报告刊登在2011.9.1出版的《自然》期刊上。

SDSS J102915+172927在天空的位置,版权:ESO

  狮子座有一颗暗淡的恒星SDSS J102915+172927,天文学家发现它比氦重的元素(天文学上所谓的“金属”)含量是已知最低的。它比太阳质量更小,也许已经有了130亿岁以上的高龄。

  研究报告首席作者、德国海德堡大学天文中心兼法国巴黎天文台的Elisabetta Caffau(女)解释说:“按照被广泛接受的恒星形成理论,这种小质量又重元素含量极少(‘极贫金属’)的恒星,是不可能存在的。因为它们诞生所在的气体云中,金属浓度太低。我们惊讶地发现了第一颗位于理论禁区的恒星,看来我们不得不重新审视那些恒星形成模型了。”

  团队使用VLT的两个高级光谱仪,从紫外到红外波段分析了该恒星的光谱特性,测量了恒星中各种元素的含量。结果他们发现,SDSS J102915+172927的重元素含量还不到太阳的2万分之一。

SDSS J102915+172927的元素组成

  本研究项目管理、法国巴黎天文台的Piercarlo Bonifacio继续说明:“这颗恒星很暗,而且重元素含量太低,所以我们仅发现了一种比氦重的金属——钙(Ca)的谱线。我们不得不从ESO总监处申请了附加的望远镜时间以便更详细地研究其光谱,采用长时间曝光的方法,企图发现其他元素的谱线。”

SDSS J102915+172927的光谱

  宇宙学者相信最轻的元素——氢和氦(He)来自宇宙大爆炸后很短时间的太初核合成,还形成了少量的锂(Li);而其余的重元素都来自恒星的核心,随着超新星爆发逐渐散播到恒星际空间。新一代的恒星在相对富含重元素的环境中诞生,它们的金属含量比前一代的恒星高得多。因此恒星中的金属含量说明了它们有多古老。

  ESO智利分部的Lorenzo Monaco补充道:“我们研究的这颗恒星极端贫金属,意味着它非常古老。它是我们已发现的恒星中最古老的。”

  令人惊讶的还有SDSS J102915+172927的Li含量也极低。像它这样宇宙大爆炸后不久形成的恒星,应该与当时的宇宙环境类似——含有少量的锂,但现在观测到的Li还不到理论预期的50分之一。

  Bonifacio继续补充:“宇宙大爆炸后形成的Li为何在这颗恒星中被破坏了,还是个谜。”

  研究者还指出,这颗奇特的恒星可能并非唯一的。Caffau总结道:“我们已经鉴别出更多的候选恒星,个别的金属含量可能比本文研究的这颗更低。我们现在计划用VLT观测它们以验证是否属实。”

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channelId 1 1 银河系内一颗理论上不可能存在“化石”恒星 1 欧洲天文学家团队借助欧洲南方天文台(ESO)的甚大望远镜(VLT),追捕到一颗银河系中已经绝迹的恒星