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

  • 我国科学家在太阳能电池研究领域取得新突破

  • 南海影像日志

独家策划

推荐阅读
国家气候中心预测,今年主汛期我国气候状况总体偏差,极端天气气候事件偏多,东部地区涝重于旱,有南北两条多雨带,其中北方多雨带位于东北地区、内蒙古东北部、华北、华东北部等地。
2026-07-14 10:27
当前,我国传统产业正向着智能化、绿色化、融合化方向转型,这一过程迫切需要青年技能人才的加入。
2026-07-14 10:23
以生态环境高水平保护支撑经济社会高质量发展,须以绿色化引领数字化,以数字化赋能绿色化。
2026-07-14 10:20
据中国载人航天工程办公室消息,13日,将执行嫦娥七号任务的长征五号遥十四运载火箭安全运抵文昌航天发射场。后续,该火箭将与先期运抵的嫦娥七号探测器一起开展发射场区总装和测试工作。
2026-07-14 09:23
2025年,中国汽车取得了三个“全球第一”:汽车产销全球第一,新能源汽车产销全球第一,汽车出口全球第一——中国汽车,已然领跑全球。
2026-07-14 09:22
“数”“绿”深度融合,推动形成具有良好辐射效应的绿色数字产业集群,实现规模效率变革。“数”“绿”深度融合,提高各创新要素和资源的投入产出比,实现全要素生产率变革。
2026-07-14 09:22
正午时分,天山北坡日头正烈。新疆维吾尔自治区昌吉回族自治州奇台县老奇台镇二畦村,种植户张国安又下地了。
2026-07-13 10:02
“始终坚持生态优先、绿色发展”,是青海发展的根本遵循。
2026-07-13 10:02
时隔9年,中国超算重返世界第一!不久前举行的国际超算大会上,国家超级计算深圳中心发布新一代“灵晟”超算系统,实测持续性能达到2.19EFLOPS(百亿亿次/秒),成为世界首台持续性能超2EFLOPS的超算系统。
2026-07-13 10:01
广东深圳海滨中学篮球场上,一名青年在运动中突然倒地昏迷,出现心脏骤停,在场的师生迅速使用AED(自动体外除颤器)对青年实施心肺复苏,挽救了青年的生命。
2026-07-13 10:01
习近平总书记在全国生态环境保护大会上指出,“要站在人与自然和谐共生的高度谋划发展”。生态环境法典将“人与自然和谐共生”从政治宣示转化为法律语言,从价值理念转化为制度规范。
2026-07-13 09:43
习近平总书记在国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会上强调,“十五五”时期是科技强国建设的关键攻坚期。必须抓住历史机遇,迎接时代挑战,加快推进高水平科技自立自强,向着到2035年建成科技强国的目标坚定迈进,扎扎实实以科技创新支撑和引领中国式现代化。
2026-07-10 09:45
围棋长期被视为高度依赖经验、直觉和审美判断的领域,棋手通过棋谱、布局、定式、手筋和长期对局积累对“好棋”的理解。这类进展的意义,不只是“提高实验效率”,更深层的变化在于,它改变了科学发现中“候选对象”生成的方式。
2026-07-10 09:43
丁烈云认为,面向工程难题,要用工程理论支撑技术突破,打通“工程科学—工程技术—产业应用”完整链条,让前沿科技真正服务于社会。针对高端装备制造转型升级痛点,中国工程院院士郭东明系统阐释了高性能制造的全新发展理念。
2026-07-10 09:41
在9日举行的两院院士大会上,我国石油地质与勘探专家邱中建院士荣获第十六届光华工程科技奖成就奖,高性能精密制造专家郭东明院士等39人荣获光华工程科技奖。
2026-07-10 09:40
人民大会堂万人大礼堂的巨大天幕上,灯光璀璨,熠熠生辉;礼堂内,中国科技界的杰出代表们,肩负全国科技工作者的重托,济济一堂、共襄盛会。
2026-07-10 09:39
水的氢键强度及动力学过程全量子效应研究:在一滴水中探寻物理之美 在王恩哥看来,物理学研究有一个很大的特点,就是它能把复杂的事情简单化,并且抓住其中最本质的问题——这就是物理学的魅力所在。
2026-07-09 09:51
而这一切的起点,要回到半个世纪前——在中国科学院物理研究所那间废弃的鸡舍里,陈立泉铺开了这张后来冠绝全球的“电动”蓝图。自1981年起,在中国科学院的持续支持下,实验室瞄准真正实用的锂电池,牵头组织并承担了一系列国家重大项目。
2026-07-09 09:51
谈及荣获国家最高科学技术奖,贲德谦虚地说:“这不是我个人的奖,而是所有‘雷达人’的荣誉。从原理探索到技术攻关再到雷达建造,10余载春秋,为了研制代号“7010”的远程相控阵雷达,贲德与团队闯过了一个又一个难关。
2026-07-09 09:50
发展数智经济,通过促进科技创新和产业创新深度融合培育新质生产力。为此,笔者建议,应从要素供给、产业融合、创新转化和制度保障四个方面发力,把数智经济的技术势能转化为新质生产力的发展动能。
2026-07-09 09:50
加载更多