另一顆古老的恆星被發現潛伏在銀河系中。距地球約 35,000 光年,紅巨星被發現名為 SMSS J160540.18–144323.1 的恆星的鐵含量是銀河系中迄今為止分析過的所有恆星中最低的。
這意味著它是宇宙中最古老的恆星之一,可能屬於138億年前宇宙爆發後的第二代恆星。
「這顆極度貧乏的恆星,很可能是在恆星誕生後幾億年才形成的。,其鐵含量比太陽低 150 萬倍,”天文學家托馬斯·諾德蘭德解釋說ARC 全天空天文物理卓越中心 3 維和澳洲國立大學。
“這就像奧林匹克游泳池中的一滴水。”
這就是我們如何知道恆星有多老的原因,因為早期的宇宙根本沒有金屬。第一批恆星主要由氫和氦組成,被認為質量非常大、溫度很高且壽命非常短。這些星星被稱為人口三,而我們從未見過它們。
星星的「動力」來自於,其中較輕元素的原子核結合在一起形成較重的原子核。在較小的恆星中,這主要是氫聚變成氦。但在較大的恆星中——例如人們認為的第三族恆星——可以鍛造矽和鐵等元素。
當這些恆星在壯觀的超新星爆炸中結束生命時,它們會將這些元素噴射到宇宙中。隨著新恆星的形成,元素會被捕獲——因此,恆星含有多少金屬是其形成時間的可靠指標。
例如,根據我們恆星的金屬豐度,我們知道太陽距離大爆炸有幾代(也許是 100 代)。
但我們在銀河系中發現了金屬豐度較低的其他恆星,這表明早期宇宙的起源。其中一個這樣的物件是2MASS J18082002–5104378 B,先前最低的鐵含量記錄保持者 [Fe/H] = −4.07 ± 0.07 - 金屬含量比太陽少約 11,750 倍。
但 SMSS J160540.18–144323.1 的值為 [Fe/H] = −6.2 ± 0.2。正如 Nordlander 所說,這大約是金屬含量的 150 萬倍。
第三族恆星不太可能存活足夠長的時間讓我們研究它們。但透過後來的明星,他們的故事可以被解開。
研究人員認為,為 SMSS J160540.18–144323.1 提供鐵的恆星在早期宇宙中質量相對較低,僅為太陽質量的 10 倍左右。這足夠大,足以產生;而且,在相對較弱的超新星爆發之後,研究小組相信這就是它所做的。
超新星爆炸可以觸發快速中子捕獲過程,或者r-過程。這是一系列核反應,其中原子核與中子碰撞合成比鐵重的元素。
恆星中沒有明顯的證據表明這些元素存在,這可能意味著這些元素被新死亡的中子星捕獲。但足夠的鐵逸出,並被納入 SMSS J160540.18–144323.1 的形成。
它很可能是第二代恆星的第一批成員之一。
它正在死去。它是一顆紅巨星,這意味著這顆恆星正處於生命的最後階段,在轉向氦融合之前耗盡了最後的氫。
研究小組相信,更仔細地研究它可能會產生更多有關第三族恆星的資訊。但想像一下,如果它會說話,它能說出什麼故事。
該研究發表在英國皇家天文學會每月通知。
編者註(2019 年 8 月 7 日):本文的早期版本錯誤地指出太陽距離大爆炸已經有 10 萬代了。事實上,據信大約有 100 代。我們對這個錯誤表示歉意,現在已經進行了修改。