中国国家天文
23-11-06 18:00 微博认证:《中国国家天文》杂志官方微博

#寻找第一代恒星#
我们是原始元素的后代。我们是第一代恒星以及之后许多代恒星的尘埃。所以,探索宇宙第一颗恒星,就是探索我们的自身历史。虽然我们还没有捕捉到第一代恒星的光线,但它们的一些直接子代可能就在我们的银河系中。
第一代恒星死亡时散落出碳和铁等较重的元素,这些元素形成了新的恒星。大型的第二代恒星也以超新星的形式死亡,并散布出更多的重元素。结果,每一代恒星都含有越来越多的这些元素。用天文学术语来说就是,每一代恒星都有更高的金属丰度。
当然,一颗恒星属于哪一代可能是模糊的。很明显,完全由原始氢和氦形成的恒星是第一代恒星,而完全由第一代恒星残余物形成的恒星是真正的第二代恒星。但是恒星形成的大小各不相同,因此很有可能一些大质量的第二代恒星先于一些较小的第一代恒星成为超新星。像太阳这样的恒星则很可能是多代恒星物质的混合物。
对于现代恒星,我们不是试图确定它们的年龄,而是根据它们的金属丰度对它们进行分类。恒星的金属丰度以铁与氦[Fe/He]的对数比例表示。星族I的Fe/He至少为-1,这意味着它们的铁比是太阳的10%或更多。星族II的Fe/He小于-1。第三类,即星族III,是真正的第一代恒星。
许多第一代恒星会以高能超新星的形式爆炸,但也有一些恒星不然。后者会释放出碳和镁等元素,但铁的含量并不多。因此,[C/Fe]比值特别高的恒星很可能是由单个第一代恒星的残余物质形成的。[C/Fe]比值越低,就越可能是由第一代和第二代恒星形成的星族II。
由此看来,关键在于寻找[C/Fe]>2.5的晕族星。目前我们还没有发现任何这样的恒星,但随着更多望远镜的上线,发现它们可能只是时间问题。我们仍然需要在最遥远的星系中寻找第一代恒星,但我们可能很快就会在离家更近的地方发现它们的孩子。
图为星族III恒星爆炸成超新星的艺术想象图。
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