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

  • 多彩活动迎接教师节

  • 最大直径高铁盾构机“领航号”完成二次始发

独家策划

推荐阅读
一般来说,人力资源社会保障部每年会征集一批新职业信息,对征集到的新职业建议,按照相关工作要求和程序进行筛选确定。”谷俊明说,兼具古法制香功底、香文化讲解与体验教学能力的复合型香艺人才不断成长,将推动古老香文化焕发生机。
2026-09-10 09:52
当今地球正处于冰室气候背景下,大气二氧化碳(CO2)浓度不断上升,全球气候变暖加剧。这意味着初始火山升温之后,天文轨道的胁迫作用增加了高纬度太阳辐射,进而加速了冰盖的融化和冻土层的解冻。
2026-09-10 09:47
灶台、吊柜、换鞋凳、智能床、坐式淋浴器……这个展区被布置成一个家一般的样板间。护理床边,一台人形照护机器人伸出机械臂,托起人体模型的腿,模拟辅助卧床老人活动肢体。
2026-09-10 09:39
实验结果显示,嫦娥五号月壤中不同矿物的弹性模量分布范围较广,不同矿物间的弹性模量差异显著,呈橄榄石>辉石>钛铁矿>尖晶石>斜长石的次序,其中斜长石的弹性模量明显偏低。进一步分析发现,无论矿物来自地球、月球还是陨石,不同来源的矿物在微观变形过程中的响应机制可能遵循某种共性的内在规律,相关机理仍有待进一步深入研究。
2026-09-10 09:35
再过10多天就是农历秋分,第九个中国农民丰收节也将如约而至。联欢活动庆丰收板块,将举办城乡群众庆祝丰收的联欢活动,打造农民唱主角、百姓共联欢的丰收文艺盛宴,呈现荆楚农民唱响赞歌、分享喜悦的丰收景象。
2026-09-10 09:30
费马大定理是过去半个世纪最负盛名的数学成果之一。
2026-09-09 09:04
当前,世界百年变局加速演进,新一轮科技革命和产业变革深入发展,人工智能作为引领时代变革的关键技术,正在重塑生产方式、生活方式和国际竞争格局,蕴藏着造福全人类的巨大潜能。
2026-09-09 08:56
文物科研工作长期建立在小范围观察、小样本归纳、小视角判断的认知链条上,高度依赖研究者的个人禀赋与经验积累。
2026-09-09 08:55
最近一个月,郭守敬望远镜再次令世界瞩目:为4万余颗贫金属红巨星精确测距,找到9个超高速星候选体,构建了近10万颗恒星的AI标注数据集。
2026-09-09 08:51
磷是植物生长必需的大量营养元素,可土壤里的磷大多“锁”在难溶的矿物和有机质里。土壤并不缺磷,植物却常常“够不着”。
2026-09-09 08:48
9月7日,工业和信息化部印发《信息通信行业发展“十五五”规划》,其中提到,“探索太空算力技术前瞻研究”。
2026-09-09 09:21
手机为什么突然集体涨价?答案不在手机行业
2026-09-09 09:13
慕思以“焕活芯生,越睡越懂你”为主题发布年度新品。
2026-09-08 21:10
金星没有卫星。但预印本平台arXiv近日公布的一项模拟研究显示,它在近20亿年的时间里可能拥有过一颗卫星,直到最后将其吞噬。厘清这一过程,有助于了解金星过去的宜居性。
2026-09-08 10:19
近日,生态环境部、科技部、中国人民银行、国务院国资委、金融监管总局等五部门联合印发《关于推动生态环境领域科技创新多元化投入的指导意见》。
2026-09-08 10:13
近日,由中国科学院紫金山天文台、国家天文台、清华大学等组成的研究团队,利用“中国天眼”(FAST)、南非MeerKAT射电望远镜和加拿大—法国—夏威夷光学望远镜,首次在银河系一个古老疏散星团的潮汐尾中直接识别出一颗脉冲星。
2026-09-08 10:04
日前,在国家科技传播中心举办的“新天工开物”科技成就发布会上,曹新有带来了三粒麦种——“济麦22”“济南17”“济麦44”,它们种出的麦子,可不止香在嘴里。
2026-09-08 10:03
北京大学城市与环境学院彭书时、物理学院沈路路研究团队联手国内外合作者首次阐明了甲烷“平台期”的维持机制:排放在涨,只是大气里清甲烷的“清洁队”恰好扩编了。
2026-09-08 10:02
从丝绸、茶叶、瓷器、中药,到酿造、工艺美术、文房四宝,这些文化底蕴深厚的中华传统特色产业均属于历史经典产业。
2026-09-07 17:14
延续已久的“手工科研”模式正在被一种全新的力量改写。
2026-09-07 16:44
加载更多