每当我们听说恒星被发现是在恒星诞生后不久形成的,它们非常遥远,在可见宇宙的最深处。 但现在天文学家发现了一些新东西:一颗年龄约为 135 亿年的恒星,就在我们的银河系中。
它被称为 2MASS J18082002–5104378 B,它可能是宇宙中最古老的恒星之一。
确凿的证据是它的金属含量。 在非常早期的宇宙中,没有金属。 它们是在第一代恒星的心中铸造的,在它们暴力混乱地死亡后,恒星将它们喷射到太空中。
然后,这种物质在新恒星的形成中混合在一起,随后的每一代恒星的金属含量都变得越来越丰富。 恒星越年轻,金属含量或金属丰度就越高。 (太阳被认为距大爆炸大约 100 代。)
2MASS J18082002–5104378 B 的金属丰度是迄今为止发现的恒星中最低的,仅为地球金属丰度的 10% 左右。 它的发现可能意味着我们银河系的恒星密集盘比银河系古老得多之前估计8-100亿年。
而且它很小——大约只有太阳质量的 10%,正好处于氢燃烧下限的边缘。
澳大利亚莫纳什大学的天体物理学家安德鲁·凯西告诉《ScienceAlert》:“我们从未发现过质量如此之低、金属含量如此之少的恒星。”
“这一发现告诉我们,宇宙中最早的恒星不一定都是很久以前死亡的大质量恒星。这些古老的恒星可以由非常少量的物质形成,这意味着其中一些遗迹是大宇宙诞生后不久的。爆炸今天可能仍然存在,这为我们提供了早期宇宙恒星形成的新观点!”
2MASS J18082002–5104378 B 的尺寸令人难以置信,因此即使它就在银河系中,却能在很长一段时间内未被发现:它非常微弱。
它被发现的唯一原因是它有一个双星伴星。 当天文学家研究这颗恒星时,他们注意到 2MASS J18082002–5104378 B 的微弱运动。
更仔细的光谱分析揭示了它破纪录的低金属丰度,并对它在银河系中的轨道进行了分析薄盘- 恒星密集的旋转平面 - 表明它起源于银河系。
它的存在挑战了流行的观念:。 它们并不都是巨大的、遥远的,而且很可能早已死亡并消失了——科学家们直到 20 世纪 90 年代才持有这种观点。
事实上,根据计算,一颗微小的恒星可以存活数万亿年。
“大质量恒星‘活得快,死得早’,但质量较小的恒星——比如比太阳轻 20%——可以轻松存活 130 亿年,”凯西说。
“问题在于,天文学家长期以来一直认为宇宙中的第一颗恒星质量很大,因此它们中没有一颗应该存活到今天。这一发现有助于改变这一切:它表明古代恒星的质量可能非常低,这意味着宇宙中一些最古老的恒星今天可能仍然存在。”
还有其他一些古老的祖父恒星在银河系中徘徊,例如红巨星贺1523-0901,在银河光环中,或者神秘的玛士撒拉之星,其年龄计算为145亿年(这与宇宙的年龄相矛盾,但是并不完全疯狂)。
但就小尺寸和低金属丰度而言,2MASS J18082002–5104378 B 胜过所有这些。 它的成分更接近大爆炸后、被几代恒星转变之前充满宇宙的物质。
而且由于它是如此之小、如此微弱且难以看见,所以那里可能存在更多小而微弱的无金属恒星。 正如凯西所说,发现率“极低”,但 2MASS J18082002–5104378 B 的存在提供了一个非常好的理论和观测理由,让我们相信其他行星也存在。
“我们确实需要继续寻找像这个系统这样的古老恒星,”他说。
“这些恒星极其罕见——这就像在一英亩的干草堆中找到一根针一样。但是,有了来自地面和太空望远镜的大量数据,未来看起来很美好:我们比以往任何时候都更接近于了解恒星是如何形成的在早期宇宙中。”
该团队的研究成果将发表在天体物理学杂志,并且可以在预印本资源上完整阅读arXiv。
编者注(2019 年 8 月 7 日):本文的早期版本错误地指出太阳距离大爆炸已经有 100,000 代了。 事实上,据认为大约有 100 代。 我们对这个错误表示歉意,现在已经进行了修改。