揭秘古老恒星的秘密:LAMOSTJ10102358揭示宇宙初期的恒星演化

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揭秘古老恒星的秘密:LAMOSTJ1010+2358揭示宇宙初期的恒星演化

地球上生命的诞生与消逝,与宇宙中恒星的诞生与消亡有着异曲同工之妙。自宇宙诞生以来,已有138亿年的历史。在这段漫长的时光里,无数恒星经历了诞生、成长、衰老直至死亡的过程。科学家们发现,质量越大的恒星,其寿命往往越短。当一颗恒星走向生命尽头时,它的物质并不会消失,而是转化为形成新恒星的材料。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/96524.html

对于那些质量超过太阳8倍的恒星来说,它们在生命末期会以超新星爆发的形式结束自己的一生,释放出巨大的能量。在这个过程中,大部分物质被抛射到宇宙空间中形成星云,而核心处的少量物质则在引力的作用下坍缩形成中子星或黑洞。相比之下,质量较小的太阳则不会发生超新星爆发,最终将形成白矮星。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/96524.html

恒星不仅是宇宙中的光源,还是元素的制造工厂。在恒星内部发生的核聚变反应中,轻元素如氢和氦可以转化为更重的元素。而那些比铁元素还重的元素则主要是在超新星爆炸等过程中形成的。随着时间的推移,越来越多的元素出现在宇宙中,丰富了星云的组成。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/96524.html

为了研究恒星的演化历史,科学家们根据恒星的元素丰度将其分为不同的世代。其中,诞生于宇宙早期的恒星被称为第1代恒星,它们几乎完全由氢构成。由于早期宇宙物质密度较大,形成的恒星质量也普遍较大,这使得第1代恒星的寿命极短,因此在目前的宇宙中很难观测到它们。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/96524.html

相比之下,像太阳这样的恒星至少属于第3代恒星,因为太阳系内的重元素比较多,否则不可能形成岩石行星。然而,最近的一项研究为我们揭示了更为古老的第2代恒星的秘密。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/96524.html

中国科学院国家天文台研究员赵刚所带领的国际团队利用我国的郭守敬望远镜(LAMOST)低分辨率光谱和日本昴星团(Subaru)望远镜高分辨率光谱数据,发现了一颗化学元素丰度极为特殊的恒星——LAMOSTJ1010+2358。研究显示,这颗恒星具有目前已知最低的钠含量,意味着它可能是目前人类发现的最为古老的第2代恒星。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/96524.html

第2代恒星是在第1代恒星死亡后形成的星云中成长起来的,其仅含有极少量的金属元素。特别是金属含量低于太阳1%的部分极度贫金属恒星,它们可能直接诞生于第1代恒星死亡后的气体云中,因此其化学元素丰度能够在很大程度上保留第1代恒星的特征。通过对这些银河系中的尚存的活化石的研究,科学家们可以追溯第1代恒星的演化历史。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/96524.html

而新发现的恒星LAMOSTJ1010+2358正是这样一个活化石。研究人员通过光谱对其化学元素丰度进行了分析,发现该恒星的化学丰度还显示出强烈的“奇偶效应”,即原子序数为奇数的元素含量远低于相邻的原子序数为偶数的元素含量。这种化学丰度特征无法通过核坍缩超新星理论模型解释,但却与对不稳定超新星理论(PISN理论)计算结果高度吻合。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/96524.html

PISN理论指出,对于质量在140~260倍太阳质量之间的第1代超大质量恒星,其核心处产生的正负电子对会减弱恒星内部的辐射压力并导致恒星坍缩形成一种特殊的超新星——对不稳定超新星。与核坍缩超新星相比,对不稳定超新星形成的气体云中诞生的第二代恒星会展现出极其罕见的化学丰度特征。此次新发现的恒星LAMOSTJ1010+2358正好符合这一特征。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/96524.html

研究人员表示,该恒星的首次发现从观测上证实了对不稳定超新星的存在,并为第一代超大质量恒星的形成和演化的观测研究指明了方向。目前这一研究结果已发表在了国际学术期刊《自然》杂志上。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/96524.html

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