每當我們聽說恆星被發現是在恆星誕生後不久形成的,它們非常遙遠,在可見宇宙的最深處。 但現在天文學家發現了一些新東西:一顆年齡約 135 億年的恆星,就在我們的銀河系中。
它被稱為 2MASS J18082002?5104378 B,它可能是宇宙中最古老的恆星之一。
確鑿的證據是它的金屬含量。 在非常早期的宇宙中,沒有金屬。 它們是在第一代恆星的心中鑄造的,在它們暴力混亂地死亡後,恆星將它們噴射到太空中。
然後,這種物質在新恆星的形成中混合在一起,隨後的每一代恆星的金屬含量都變得越來越豐富。 恆星越年輕,金屬含量或金屬豐度越高。 (太陽被認為距離大爆炸約 100 代。)
2MASS J18082002?5104378 B 的金屬豐度是迄今為止發現的所有恆星中最低的——大約僅為地球金屬豐度的 10%。 它的發現可能意味著我們銀河系的恆星密集盤比銀河系古老得多之前估計8-100億年。
而且它很小——大約只有太陽質量的 10%,正好處於氫燃燒下限的邊緣。
澳洲莫納什大學的天文物理學家安德魯凱西告訴《ScienceAlert》:“我們從未發現過質量如此之低、金屬含量如此之少的恆星。”
「這項發現告訴我們,宇宙中最早的恆星不一定都是很久以前死亡的大質量恆星。這些古老的恆星可以由非常少量的物質形成,這意味著其中一些遺跡是大宇宙誕生後不久的。爆炸今天可能仍然存在,這為我們提供了早期宇宙恆星形成的新觀點! ”
2MASS J18082002?5104378 B 的尺寸令人難以置信,因此即使它就在銀河系中,卻能在很長一段時間內未被發現:它非常微弱。
它被發現的唯一原因是它有一個雙星伴星。 當天文學家研究這顆恆星時,他們注意到 2MASS J18082002?5104378 B 的微弱運動。
更仔細的光譜分析揭示了它破紀錄的低金屬豐度,並對它在銀河系中的軌道進行了分析薄盤- 恆星密集的旋轉平面 - 顯示它起源於銀河系。
它的存在挑戰了流行的觀念:。 它們並不都是巨大的、遙遠的,而且很可能早已死亡並消失了——科學家們直到 20 世紀 90 年代才持有這種觀點。
事實上,根據計算,一顆微小的恆星可以存活數兆年。
“大質量恆星‘活得快,死得早’,但質量較小的恆星——比如比太陽輕 20%——可以輕鬆存活 130 億年,”凱西說。
「問題在於,天文學家長期以來一直認為宇宙中的第一顆恆星質量很大,因此它們中沒有一顆應該存活到今天。這一發現有助於改變這一切:它表明古代恆星的質量可能非常低,這意味著宇宙中一些最古老的恆星今天可能仍然存在。
還有其他一些古老的祖父恆星在銀河系中徘徊,例如紅巨星賀1523-0901,在銀河光環中,或神秘的瑪士撒拉之星,其年齡計算為145億年(這與宇宙的年齡相矛盾,但是並不完全瘋狂)。
但就小尺寸和低金屬豐度而言,2MASS J18082002?5104378 B 勝過所有這些。 它的成分更接近大爆炸後、被幾代恆星轉變之前充滿宇宙的物質。
而且由於它是如此之小、如此微弱且難以看見,所以那裡可能存在更多小而微弱的無金屬恆星。 正如凱西所說,發現率“極低”,但 2MASS J18082002?5104378 B 的存在提供了一個非常好的理論和觀測理由,讓我們相信其他行星也存在。
「我們確實需要繼續尋找像這個系統這樣的古老恆星,」他說。
「這些恆星極為罕見——這就像在一英畝的干草堆中找到一根針一樣。但是,有了來自地面和太空望遠鏡的大量數據,未來看起來很美好:我們比以往任何時候都更接近於了解恆星是如何形成的在早期宇宙。
該團隊的研究成果將發表在天體物理學雜誌,並且可以在預印本資源上完整閱讀arXiv。
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。