天文學家在120億光年外的星系中發現氟化物元素

天文學家第一次在一百二十億光年之遙的星系中探測到氟，這是一種在我們的骨骼和牙齒中以氟化物存在的元素。

我們每天使用的牙膏中都含有氟化物，就如同大多數元素一樣，氟是在恆星內部產生的，但直到現在我們還不知道這種元素是如何產生，甚至不知道是哪種類型的恆星產生了宇宙中大部分的氟。研究團隊在遙遠星系NGP-190387的巨大氣體雲中發現了氟（以氟化氫的形式），我們看到的宇宙只有十四億年的歷史，大約是當前宇宙的10%年齡。恆星死亡時會排出其核心中形成的元素，這意味著產生氟的恆星一定很快就存在，死得也快。

研究團隊認為壽命只有幾百萬年的沃夫–瑞葉星（Wolf–Rayet star）是最有可能產生氟的場所，以前就曾認為是宇宙氟的可能來源，但直到現在才知道它們在早期宇宙中產生這種元素有多麼重要。除了這些恆星，過去還曾提出氟如何產生和排出的其他情況，例如：漸近巨星支星，但這些情況（其中一些需要數十億年才能發生）可能無法完全解釋NGP-190387中的氟含量。NGP-190387只用了幾千萬年或幾億年的時間，氟含量就可以與已有一百三十五億年銀河系恆星中發現的氟含量相媲美，這是一個完全出乎意料的結果，研究團隊的測量為氟的來源新增了一個全新的限制。

NGP-190387的發現標誌著在銀河系及其鄰近星系之外首次檢測到氟。天文學家曾在遙遠的類星體中發現過這種元素，但從未在宇宙歷史的早期，在恆星形成星系中觀察到這種元素。該團隊對氟的檢測是一個偶然的發現，這歸功於使用了太空和地面天文台，NGP-190387最初由歐洲太空總署的赫歇爾太空望遠鏡（Herschel Space Observatory）發現，後來由位於智利的阿塔卡馬大型毫米波/次毫米波陣列（Atacama Large Millimeter/submillimeter Array）射電望遠鏡觀測到，就其距離而言是非常明亮的，阿塔卡馬大型毫米波/次毫米波陣列射電望遠鏡證實NGP-190387異常光度的部分，是由另一個位在NGP-190387和地球之間非常靠近視線的已知大質量星系所造成，這個巨大的星系放大了研究團隊所觀察到的光，使他們能夠發現數十億年前由 NGP-190387中的氟發出的微弱輻射。未來將使用是歐洲南方天文台正在智利建設中的歐洲極大望遠鏡對NGP-190387進行研究，其結果將可能揭示這個星系更多的秘密。

【圖：歐洲南方天文台；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2021年11月4日出版的《自然》期刊 標題是：The ramp-up of interstellar medium enrichment at z > 4