一颗距离 16,000 光年的红巨星似乎是宇宙中第二代恒星的真正成员。
根据对其化学丰度的分析,它似乎只含有一颗第一代恒星生与死时产生的元素。 因此,在它的帮助下,我们甚至可能找到有史以来诞生的第一代恒星——其中没有一个被发现。
此外,研究人员还使用光度测定法(一种测量光强度的技术)进行分析,从而提供了一种寻找此类古代物体的新方法。
“我们报告发现了 SPLUS J210428.01−004934.2(以下简称 SPLUS J2104−0049),这是一颗从窄带 S-PLUS 光度测定中选出的超贫恒星,并通过中高分辨率光谱证实,”研究人员在论文中写道。
“这些概念验证观测是通过光谱确认窄带光度测定法确定的低金属丰度候选物的持续努力的一部分。”
尽管我们觉得我们已经很好地掌握了宇宙是如何从对于我们今天所了解和喜爱的星光璀璨的荣耀来说,第一批在原始黑暗中打开闪烁光芒的恒星,即第三族恒星,仍然是一个谜。
当前的恒星形成过程为我们提供了一些关于这些早期恒星如何聚集在一起的线索,但在我们找到它们之前,我们的理解是基于不完整的信息。
面包屑的痕迹之一是族群 II 的恒星——族群 III 之后的接下来的几代。 其中,紧接第三族群的一代也许是最令人兴奋的,因为它们的组成与第三族群最接近。
我们可以通过碳、铁、氧、镁和锂等元素的丰度极低来识别它们,这些元素是通过分析恒星发出的光谱来检测的,其中包含其中元素的化学指纹。
这是因为,在恒星形成之前,不存在重元素——宇宙是一种主要由氢和氦组成的浑浊汤。 当第一批恒星形成时,它们也应该是由这些物质构成的——通过其核心的热核聚变过程,形成了较重的元素。
首先,氢融合成氦,然后氦融合成碳,依此类推,一直到铁,这取决于恒星的质量(最小的恒星没有足够的能量将氦融合成碳,并结束它们的生命)当他们到达那个点时)。 即使是最大质量的恒星也没有足够的能量来熔化铁; 当它们的核心完全是铁时,它们就会变成超新星。
这些巨大的宇宙爆炸将所有熔化的物质喷射到附近的太空中; 此外,爆炸事件是精力充沛,它们产生一系列核反应,形成更重的元素,如金、银、钍和铀。 由含有这些物质的云形成的婴儿恒星比之前的恒星具有更高的金属丰度。
今天的恒星——第一族——具有最高的金属丰度。 (顺便说一句,这确实意味着最终不会形成新的恒星,因为宇宙的氢供应是有限的- 美好时光。)宇宙非常年轻时诞生的恒星的金属丰度非常低,最早的恒星被称为超贫金属恒星或 UMP 恒星。
这些 UMP 被认为是真正的第二族恒星,仅由一颗第三族超新星的物质丰富而成。
由美国国家科学基金会 NOIRLab 领导的天文学家团队利用名为 S-PLUS 的光度测量方法确定了 SPLUS J210428-004934,尽管它还没有达到我们迄今为止检测到的最低金属丰度(这一荣誉属于SMSS J0313-6708),它具有 UMP 恒星的平均金属丰度。
它的碳丰度也是天文学家在超金属贫恒星中所见过的最低的。 研究人员表示,这可能会给我们对金属丰度极低的祖星和恒星演化模型提供一个重要的新限制。
为了弄清楚这颗恒星是如何形成的,他们进行了理论建模。 他们发现,在 SPLUS J210428-004934 中观察到的化学丰度,包括低碳和更正常的 UMP 星丰度的其他元素,可以最好地由一颗质量为太阳 29.5 倍的第 III 族恒星的高能超新星来重现。 。
然而,最接近的模型拟合仍然无法生产足够的硅来精确复制 SPLUS J210428-004934。 他们建议寻找具有相似化学性质的更古老的恒星,以尝试解决这种奇怪的差异。
“通过 S-PLUS 光度测定发现的更多 UMP 恒星将极大地提高我们对 Pop III 恒星的了解,并有可能找到今天仍然生活在我们银河系中的无金属低质量恒星,”研究人员写道。
他们的论文发表在天体物理学杂志通讯。