网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

130亿年前的小星系,藏着第一代恒星留下的痕迹?

0
分享至



大约138亿年前,在宇宙刚刚诞生之后,宇宙的化学成分非常简单,只包含了大量的氢、氦,以及微量的锂。像氧、碳等生命所必需的较重元素,在当时尚不存在;它们是在更晚的时候,于第一代恒星的核心中被“锻造”出来的。

几十年来,天文学家一直试图寻找第一代恒星开始把孕育生命所需的元素播撒到宇宙之中的那一刻。然而,承载这些年轻原初恒星的最早期星系一直都太小、太暗,以至于要看清它们的化学组成,曾被认为几乎不可能。

在一项新发表于《自然》杂志的研究中,一个天文学家团队利用韦布空间望远镜(JWST),对早期宇宙中一个微小、超暗弱的星系LAP1-B进行了观测。结果表明,LAP1-B的氧丰度只有太阳的大约二百四十分之一,使其成为迄今发现的化学成分最原始的恒星形成星系。

被引力透镜放大的微光

由于光速有限,JWST观测到的是LAP1-B在约130亿年前发出的光;那时,第一代恒星和星系被认为刚形成几亿年。之所以能够观测到LAP1-B,是因为它发出的光被一种称为“引力透镜效应”的现象放大了100倍:LAP1-B位于星系团MACS J0416的后方,这个星系团质量极大,其引力场会像透镜一样弯曲周围的光线,从而把更遥远的背景星系放大成像。

然而,即使有这样的放大效应,JWST和哈勃空间望远镜仍未能探测到LAP1-B中恒星本身发出的光。于是,天文学家只能估算LAP1-B中恒星的总质量,并给出了一个上限——不到3300个太阳质量。相比之下,银河系中恒星的总质量约为1000亿个太阳质量,而JWST通常研究的星系,恒星质量也超过1000万个太阳质量。

实际上,LAP1-B的探测依靠的是另一种光源。大质量恒星会发出高能辐射,这些辐射可以激发周围的气体云,也就是星云。被激发后的气体不会发出连续的光,而是在某些特定波长上发光,这些特定波长的光就叫发射线。这些发射线可以用来识别气体云中高度电离的原子种类。这些谱线可以通过JWST等望远镜上的光谱仪器探测到;因此,发射线可以作为“星系正在形成恒星”的线索。

几乎没有重元素的星系

在LAP1-B中,研究人员观测到了的发射线。通过分析这些发射线的相对强度,他们推断了星云的化学组成,以及为星云提供能量的恒星具有怎样的性质。

测量结果显示,LAP1-B的化学组成极不寻常:

  • 首先,如果用氧氢比来衡量,LAP1-B中的重元素(比锂更重的元素)总含量只有太阳中的0.4%。这是迄今在仍在活跃形成恒星的星系中发现的最低比例。

  • 其次,LAP1-B 的星云中似乎含有异常丰富的碳。

基于这些异常,研究人员推测,这些碳来自第一代恒星,也就是一个至今尚未被直接观测到的恒星群体——星族Ⅲ

星族III恒星

星族III恒星是理论上最早形成的一代恒星,它们完全由大爆炸留下的氢、氦和微量的锂构成。星族III恒星虽然一开始不含重元素,但它们内部会发生核聚变。核聚变会把轻元素合成为更重的元素,比如碳、氧等。当这些恒星在生命末期爆发为超新星时,内部合成出的重元素可能会被抛射到周围的气体云,也就是星云中。

此外,星族III恒星也被认为质量巨大且结构致密。它们内部有着更强的引力,可能会导致能量较低但富含碳的超新星爆发。综合来看,这些观测表明,LAP1-B似乎是一个正处在宇宙化学演化门槛上的星系。

有意思的是,研究人员还探测到了三重电离碳的发射线。所谓三重电离碳,是指一个碳原子已经失去了自身6个电子中的一半。要从碳原子中剥离多个电子,需要极紫外光子,其能量必须超过47.9电子伏特。这一能量远高于普通大质量恒星通常发出的光子能量,暗示着LAP1-B中的一些恒星不仅化学成分非常原始,而且质量可能超过100个太阳质量。

这是LAP1-B中存在星族III恒星的可能证据,但也可能是存在异常巨大的星族II恒星。

通向最早星系的一扇窗口

不过,这项研究的结论仍然存在一些不确定性。研究人员认为,未来还需要更多研究来确认对这些谱线强度比的解释。此外,还需要进一步工作来判断,他们看到的LAP1-B距离第一代恒星活跃的时代到底有多近:这个系统中的重元素含量比已知最原始的恒星高出10倍,而且较高的碳氧比并非只有第一代恒星才能产生。

尽管存在这些不确定性,LAP1-B 仍然为我们理解第一代恒星和星系提供了迄今JWST揭示出的最佳线索之一。现在,许多寻找类似星系的工作也正在进行,它们也同样利用星系团来放大遥远宇宙中的天体。

#参考来源:

https://www.nature.com/articles/d41586-026-01151-1

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10374-1

#图片来源:

封面图&首图:NASA, ESA, CSA & K.Nakajima et al., Nature

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
全新理想i9 Home正式发布:售价36.98万元,全球量产SUV最低风阻

全新理想i9 Home正式发布:售价36.98万元,全球量产SUV最低风阻

凤凰网科技
2026-09-16 20:45:14
甩都甩不掉!细数现役五大垃圾合同:快船无可奈何,马刺最倒霉

甩都甩不掉!细数现役五大垃圾合同:快船无可奈何,马刺最倒霉

老秦说体育
2026-09-16 13:37:47
加沙挖出“疑似整个家庭遗骸”,联合国呼吁调査:或存战争罪行证据

加沙挖出“疑似整个家庭遗骸”,联合国呼吁调査:或存战争罪行证据

澎湃新闻
2026-09-16 10:28:27
钟薛高“复活”了!今天亮相中国冰淇淋产业博览会,称将带来更多产品方面的计划

钟薛高“复活”了!今天亮相中国冰淇淋产业博览会,称将带来更多产品方面的计划

红星新闻
2026-09-16 13:19:10
权威数读 | 对外贸易快速增长 新动能支撑作用增强

权威数读 | 对外贸易快速增长 新动能支撑作用增强

新华社
2026-09-15 15:30:35
我正打算全款给儿子买下近300万的婚房,未来儿媳突然斜眼嘲讽我没有分寸,我冷笑一声把卡收回,扭头就走

我正打算全款给儿子买下近300万的婚房,未来儿媳突然斜眼嘲讽我没有分寸,我冷笑一声把卡收回,扭头就走

墨染尘香
2026-09-11 08:46:36
-2.6%,北京8月社零在去年-11.4%低基数上继续下滑

-2.6%,北京8月社零在去年-11.4%低基数上继续下滑

六子吃凉粉
2026-09-16 16:14:38
博主:宁波FC已经欠薪2个月,一个像样的训练场都没有

博主:宁波FC已经欠薪2个月,一个像样的训练场都没有

懂球帝
2026-09-16 14:23:25
这个30岁的小姑娘能有多好色?2016年,女子趁着丈夫在外打工偷情,还玩角色扮演,最终却被小三杀害

这个30岁的小姑娘能有多好色?2016年,女子趁着丈夫在外打工偷情,还玩角色扮演,最终却被小三杀害

法网恢恢
2026-08-07 12:39:43
大放水彻底结束!消费贷断崖式下跌,普通人负债时代正式终结

大放水彻底结束!消费贷断崖式下跌,普通人负债时代正式终结

流苏晚晴
2026-07-26 15:03:41
男篮亚运会2将身价暴涨!廖三宁成得分大核,崔永熙逐渐找回巅峰

男篮亚运会2将身价暴涨!廖三宁成得分大核,崔永熙逐渐找回巅峰

篮球资讯达人
2026-09-16 16:59:06
鸭蛋被关注!研究发现:吃得越多,肌少症老年人肌肉流失或越慢?

鸭蛋被关注!研究发现:吃得越多,肌少症老年人肌肉流失或越慢?

牛锅巴小钒
2026-09-16 12:36:43
近20年足以封神的10部国产电影,《色戒》垫底,榜首已被禁多年

近20年足以封神的10部国产电影,《色戒》垫底,榜首已被禁多年

小微看电影
2026-09-15 20:57:06
熟女街头穿搭|瑜伽套装勾勒丰腴身段,随性也自带风情

熟女街头穿搭|瑜伽套装勾勒丰腴身段,随性也自带风情

只要高兴就好
2026-08-31 20:06:30
越南不再让中国转让高铁技术,越南曾觉得各国都会抢着来修他们的高铁,所以想来一个“一桃杀三士”

越南不再让中国转让高铁技术,越南曾觉得各国都会抢着来修他们的高铁,所以想来一个“一桃杀三士”

回京历史梦
2026-08-20 18:30:50
记者:陈晋一和特谢拉参加申花赛前最后一练,回归合练队伍中

记者:陈晋一和特谢拉参加申花赛前最后一练,回归合练队伍中

懂球帝
2026-09-16 19:54:21
许家印噩耗接连不断,俩儿子都自绝后路了,可最无辜的是他们

许家印噩耗接连不断,俩儿子都自绝后路了,可最无辜的是他们

杰丝聊古今
2026-08-26 13:57:38
79年,张国焘冻死于老人院,许世友:除了毛泽东,谁也不是他对手

79年,张国焘冻死于老人院,许世友:除了毛泽东,谁也不是他对手

雍亲王府
2026-08-18 17:55:03
红薯正大量上市!研究发现:糖尿病吃一次红薯,等于给血糖添堵?

红薯正大量上市!研究发现:糖尿病吃一次红薯,等于给血糖添堵?

垚垚分享健康
2026-09-16 22:30:06
“所有高校均不允许连放13天假期,此前上报的长假方案全部被驳回”?官方回应

“所有高校均不允许连放13天假期,此前上报的长假方案全部被驳回”?官方回应

山东教育电视台
2026-09-15 22:28:40
2026-09-17 04:39:00
原理
原理
科学,照亮黑暗的蜡烛。
3091文章数 58757关注度
往期回顾 全部

头条要闻

3000万房产要拆迁 女子意外发现丈夫有16岁私生子

头条要闻

3000万房产要拆迁 女子意外发现丈夫有16岁私生子

体育要闻

对话西甲联盟高管:西班牙足球到底强在哪?

娱乐要闻

乔任梁去世十周年,陈乔恩悼念

财经要闻

邢自强:中美AI决胜点不在算力

科技要闻

赛力斯接管问界,撑得住华为给的身价吗?

汽车要闻

激光雷达+EVA机器人+爆胎稳行 星瑞L PLUS预售限时价11.57万起

态度原创

旅游
手机
家居
亲子
公开课

旅游要闻

环球度假区将增加两项全新体验

手机要闻

iPhone Duo不支持平板微信:网友被劝退

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

亲子要闻

让孩子变笨的5个坏习惯,家长一定要重视!

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版