点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:科学家首次发现第一代超大质量恒星化学遗迹
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

科学家首次发现第一代超大质量恒星化学遗迹

来源:光明网-《光明日报》2023-06-08 04:10

  光明日报北京6月7日电(记者齐芳、崔兴毅)6月7日,国际学术期刊《自然》在线发表了中国科学院国家天文台赵刚研究员带领的国际团队的一项重要成果。研究团队率先在银晕恒星中发现了第一代超大质量恒星演化后坍缩形成的对不稳定超新星(pair-instability supernova, PISN)存在的化学证据。在此之前,理论研究曾预言这种特殊超新星的存在,但从未被观测发现。该成果证实这一超新星源自于一颗质量高达260倍太阳质量的第一代恒星,刷新了人们对第一代恒星质量分布的认知。

  第一代恒星给宇宙带来第一缕曙光,是终结黑暗时代的起始点,主导着早期宇宙化学增丰过程和演化历史。理论预言第一代恒星的寿命极短,只存在于高红移的宇宙之中,因此直接观测到第一代恒星的难度极大。长期以来,银河系考古领域一直致力于通过贫金属星来研究第一代恒星,部分极贫金属星(金属含量低于太阳的百分之一)可能诞生于第一代恒星终结时形成的气体云,其化学丰度完整保留了第一代恒星演化产物的特征,从而使我们能够利用这些“活化石”揭示第一代恒星的演化历史。

  理论研究表明第一代恒星的质量可以达到太阳质量的数百倍,但人们一直未能从观测上发现相关证据。通常发现的极贫金属星保留了核坍缩超新星(core-collapse supernova, CCSN)的核合成产物,但这些超新星的前身星普遍小于100倍太阳质量。对于质量介于140~260倍太阳质量的第一代恒星而言,其核心处产生的正负电子对会减弱恒星内部辐射压力,并导致恒星坍缩形成一种特殊的超新星,即PISN。与核坍缩超新星相比,PISN产物具有极为特殊的化学组成,在其演化后形成的气体云中诞生的第二代恒星会展现出极其罕见的化学丰度模式。

  论文第一作者邢千帆博士介绍,研究团队结合郭守敬望远镜(LAMOST)低分辨率光谱和日本昴星团(Subaru)望远镜高分辨率光谱数据发现了一颗化学丰度极为特殊的恒星(LAMOST J1010+2358),它具有目前已知最低的钠含量。该恒星的化学丰度还显示出了强烈的“奇偶效应”,即原子序数为奇数的元素含量远低于相邻的原子序数为偶数的元素含量。此外,该恒星基本不含锶、钡等中子俘获元素,几乎未受到中子俘获过程的影响。这些化学丰度特征无法通过核坍缩超新星理论模型解释,却与260倍太阳质量的PISN理论计算结果高度吻合。这一发现首次从观测上证实了PISN的存在,并为第一代超大质量恒星(超过100倍太阳质量)形成和演化的观测研究指明了方向。同时,PISN的前身星质量大、寿命短,小于300万年,在其爆发后诞生的恒星极可能是迄今发现的最为古老的第二代恒星。

  论文通讯作者赵刚研究员称,此项研究从观测上证实第一代恒星的质量可以达到太阳质量的数百倍,揭示了PISN在宇宙早期化学增丰过程中的贡献,对研究第一代恒星的初始质量函数意义重大,并将对元素起源、宇宙早期的恒星形成和星系化学演化等方面的研究产生深远影响。

  哈佛大学天文系前主任阿维·勒布(Avi Loeb)称:“发现PISN的证据是贫金属星研究领域的圣杯之一。”

  《自然》期刊审稿人评价该成果第一次为PISN与银晕恒星化学丰度之间的联系提供了决定性证据。未来我们期待能够利用LAMOST和中国空间站工程巡天望远镜发现更多化学丰度特殊的恒星,使我们可以通过对第一代恒星遗迹的分析,进一步确定恒星初始质量函数,加深对银河系演化历史的理解。

  《光明日报》( 2023年06月08日 04版)

[ 责编:张悦鑫 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 西康高铁全线铺轨完成

  • 色彩里的春运:每一抹颜色,都是归途的暖意

独家策划

推荐阅读
近日,国家管网集团西部管道公司成功完成所辖新疆段天然气、原油、成品油管道输送全生命周期碳足迹核算,获得中国质量认证中心颁发的“产品碳足迹证书”。
2026-02-06 09:18
近日,中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜分子设计育种创新团队研发出新型植物基因研究工具——对目标DNA序列的邻近空间蛋白标记系统。
2026-02-06 09:38
因为像了解自己的孩子一样了解黑土地,韩晓增有个外号——“黑土地的营养搭配师”。他带领团队精心配制出一套营养搭配的“秘方”。
2026-02-06 09:33
蚊种与病毒之间存在高度匹配关系。1901年,公共卫生与热带医学领域先驱沃尔特·里德证明,蚊子是传播黄热病的元凶。科学界传统观点认为,病毒以颗粒形式在蚊子体内传播,却始终不知道真正的“病毒受体”是什么。
2026-02-06 09:31
科技创新和产业创新的深度融合,不仅是构建现代化产业体系的战略举措,更是贯彻新发展理念、推动高质量发展、加快构建新发展格局的重要抓手。
2026-02-06 09:13
2025年我国人均粮食占有量达到508.9公斤,远超国际公认的400公斤的安全线,粮食等重要农产品供给丰富、市场平稳、储备充足。
2026-02-05 10:15
一代代南来北往的科研“候鸟”安心在三亚当起了“留鸟”,南繁热土上,他们用坚守加速农业科研进程,守护着国家粮食安全的希望。
2026-02-05 10:06
工业和信息化部等八部门近日联合印发《汽车数据出境安全指引(2026版)》,推动建立高效便利安全的汽车数据跨境流动机制,提升汽车数据出境便利化水平。
2026-02-05 10:03
月球表面的年龄是揭示其演化奥秘的基础。对于月球上未采样的区域,科学家主要依靠统计撞击坑的密度来估算年龄:区域越古老,撞击坑通常越密集。
2026-02-06 09:14
近日,内蒙古大学化学化工学院刘健教授、王艳琴副教授团队在节能制绿氢联产高附加值化学品领域取得重大突破,在《自然》子刊发表研究成果。
2026-02-05 10:01
近日,四川达州宣汉县深层海相钾盐资源分采分运攻关实验配套装置顺利完成试车,成功提取出高纯度氯化钾产品。
2026-02-05 10:01
我国互联网事业的蓬勃发展,既为“十四五”收官交出了亮眼答卷,也为“十五五”布局奠定了坚实基础。
2026-02-05 10:12
L5点位于地球的“后方”,位于该点的人造探测器无需消耗太多燃料就可以稳定长期驻留,因此“羲和二号”的设计寿命将长达7年。
2026-02-04 09:13
《月令七十二候集解》记载:“立,建始也”,“立”即“开始”之意。那么,立春的“立”,意味着怎样的开始?
2026-02-04 09:34
寒冬腊月,新春的氛围已在市井烟火中渐渐浓厚。进入寒假的第7天,在位于青岛的山东科技大学土木工程与建筑学院办公室里,教授李为腾和研究生杨光辉正在讨论工作。
2026-02-04 09:27
进藏工作10余年,那曲市农牧业(草业)科技研究推广中心畜牧师何世丞感慨颇深:“保护这片广袤而脆弱的草原,挑战不小,但我们一直在行动。”
2026-02-04 09:32
桥式起重机的轰响打破宁静,长十余米、重数十吨的火箭芯一级被缓缓吊离托座。操作手董磊手持控制设备,眼睛紧盯箭体,每一个动作都专注、沉稳。
2026-02-04 09:20
在人工智能(AI)和大数据时代背景下,高性能计算的战略地位已可与高能望远镜、同步辐射光源和粒子加速器等重大科研基础设施相提并论
2026-02-03 14:09
2月1日,农业农村部发布的《农产品质量安全承诺达标合格证管理办法》(以下简称《办法》)正式施行,我国农产品全面启用新版“身份证”——农产品质量安全承诺达标合格证。
2026-02-03 09:48
近日,记者从中国科学院空天信息创新研究院(以下简称空天院)获悉,该院成功开展超百G星地激光通信业务化应用实验,通信速率达到120吉比特每秒(Gbps)。”
2026-02-03 09:40
加载更多