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南京大学研究团队揭示恒星远古祖先形成奥秘

2014年10月18日09:35    来源:科技日报    手机看新闻

    如果我们的孩子某天指着天空问:“太阳公公的爸爸和爷爷是谁啊?”我们该如何回答呢?10月16日,南京大学施勇教授领衔的国际团队在《Nature》发表论文,首次揭示了恒星远古祖先的形成问题。

    今天我们所观测到的繁星闪烁的恒星大家族由成千上万亿颗恒星组成,其实,和人类家族由少到多的繁衍一样,恒星家族也经历了由“荒漠”到“星海”的成长历程,且繁衍进程比我们人类更艰难。

    施勇教授告诉科技日报记者,想要揭开谜底必须对宇宙中的“化石”星系进行研究,它们是目前已观测到的最“古老”的星系。研究人员利用世界上最强大的远红外空间望远镜,对两颗距离地球比较近的“化石”星系(SextansA和ESO146-G14)进行观测发现,这些星系中恒星形成的效率比类银河系中的效率低至少10—100倍,该成果暗示了130亿年前宇宙原初气体可能无法有效形成新恒星。

    这也就是说,太阳公公的爷爷们当年的出生率极低,这就好比如今100对夫妇一年可以生100个孩子,而在恒星的远古祖先时代100对夫妇一年只可能生1个孩子。

    究竟是什么导致了这么低的恒星“出生率”呢?

    施勇向记者介绍到,在宇宙大爆炸的5亿年后才首次出现了恒星的“婴儿潮”,也就是约130亿年前,这也是最早的,即第一代恒星,目前虽无法确定家族成员的数量,但最早恒星家族都是由宇宙大爆炸后形成的氢、氦元素组成。后继家族成员的诞生,是在第一代恒星内部发生的核聚变反应合成的其他更重的元素(天文学统称为金属元素),如碳和氧等,又混入新的气体云里坍缩形成的。

    就这样周而复始,金属元素越变越多,恒星家族人丁越来越兴旺。“金属元素含量是影响恒星形成的关键,金属元素越多,恒星形成的难度越低,出生率越高。”施勇告诉记者。

    如今,这些“踏着前辈躯体”而来的恒星,除了最初的氢和氦元素外,几乎包含了我们所知道的所有的金属元素。

    据了解,此项研究成果也是首次为恒星形成的理论模型提供了实验数据,为星系和恒星起源提供了重要的科学价值。(实习生张彦会 记者张晔)

(责编:魏艳、马丽)


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