距今一百三十億年遠古氣體雲揭露首批恆星比預期更早形成

距今一百三十億年遠古氣體雲揭露首批恆星比預期更早形成


一組國際天文學家團隊偶然發現了一團古老的氣體雲,其中包含星系和恆星形成早期階段,在大爆炸後約八億五千萬年的信息。令人驚訝的是,在相對豐度方面,這團氣體雲的化學特徵非常現代,顯示第一批恆星必須在大爆炸之後很快形成,形成時間比我們現在認為得要更早。

研究人員指出,宇宙大爆炸發生於約一百三十八億年前,在大爆炸後最初幾億年內,第一批恆星和星系形成,但相關細節仍然鮮為人知。

尋找第一代恆星如何形成是重構宇宙歷史最重要的目標之一,在之後的宇宙中,比氫重的元素在讓氣體雲塌陷形成恆星方面起重要作用,但那些化學元素(特別是碳)在恆星內形成,並以超新星爆發的形式散入太空。因此,在第一批恆星內,那些化學元素根本不存在,因為在大爆炸之後不久,宇宙中只有氫和氦原子,這是使第一批恆星與所有後來恆星根本不同的原因。

在最新研究中,由德國馬克斯·普朗克天文研究所(Max Planck Institute for Astronomy)的愛德華多·巴納多斯(Eduardo Bañados)領導的團隊發現,遙遠類星體P183 + 05的光譜非同尋常,結果顯示,這些光譜特徵是非常靠近這顆類星體的氣體雲的蛛絲馬跡。

從氣體雲光譜中,研究人員得出了它與地球之間的距離。研究顯示,該氣體雲出現於宇宙誕生後十億年內,是天文學家至今發現的最遙遠的氣體雲之一。他們還發現了包括碳、氧、鐵和鎂等在內的化學元素的痕跡,但這些元素的豐度僅為其在太陽大氣中豐度的八百分之一。

分析顯示,這團氣體雲的化學組成並非原初狀態,而其豐度與現在星系際間氣體雲的化學豐度類似,證明第一批恆星的形成必須要比我們現在認為的早得多。

研究人員正在系統地尋找其它同類氣體雲。巴納多斯表示,如果我們想確定第一批恆星的特徵,就需要在宇宙歷史的更早期進行探測,我們將發現更遙遠的氣體雲,以幫助我們了解第一批恆星是如何誕生的。

【圖:馬克斯·普朗克學會;文:節錄自科學網頁;新聞訊息由林景明提供】

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