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标 题[摘录]用重元素解首批恒星诞生的时间点
发信站铭传资讯站 (Sat May 3 00:37:49 2003)
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一组德美合作天文学家发现:宇宙自诞生後,第一波恒星与星系形成的时间可能比天文学
家原本认为的还早。这些天文学家测量已知最远的类星体的其中三颗,藉由铁元素的丰度
(含量多寡),他们认为恒星可能在宇宙年龄约2亿年时便已诞生,而且这种遥远星系中的
元素丰度探测法,也有助於增进对恒星内部元素核融合反应的了解。(W Freudling et al
2003 Astrophys. J. Lett. 587 L67)
按现行的理论:重元素绝大多数是恒星核心核融合反应的产物,在恒星生命终结时才释放
至宇宙中;至於氢与氦等轻元素则是大霹雳爆发之际就已产生,经历约7亿年之後,才因氢
与氦等的聚集而产生恒星。因此,只需研究遥远恒星或星系中的重元素丰度,便可得知恒
星是在何时诞生。
因宇宙正在膨胀之故,恒星光谱会向波长较长(红端)的方向移动,称之为红位移。因此
德国天文学家Wolfram Freudling(任职於太空望远镜欧洲分部与欧南天文台)等人利用哈
伯太空望远镜测量这三个遥远类星体的红外辐射,得出它们的红移值分布在5.78~6.28之
间,约相当於从大霹雳之後9亿年以前发出来的光。Freudling等人在这三颗类星体的红外
光谱中,发现了铁元素的吸收线,这意味着:如果这个重元素在大霹雳9亿年後就存在类星
体中,那麽必须在大霹雳後2亿年左右就要有恒星诞生,方能在演化过程中产生铁元素。所
以这些铁元素应该就是第一波诞生的恒星所产生的。
除了Freudling等人的研究外,还有另一个独立研究团队也得出类似的结论。加州大学的
Jason Prochaska等人利用夏威夷10米的凯克望远镜加HIRES光谱仪,测量一个红移值2.63
的星系中的25种元素丰度。以前类似的研究工作都只专注在几种较轻的元素上,Prochaska
等人则还有加进重元素的研究。Prochaska等人发现在年轻星系中有如锌等重元素,因此恒
星形成、开始核融合产生重元素的时间一定比天文学家原本认为时间的还早。他们还发现
这星系中25种元素的相对丰度与我们太阳系类似,而我们太阳系是个非常年轻的天体系统
(约45~50亿年),这表示元素的核反应模式在整个宇宙历史进展中都是相同的。(J Proc
-haska et al 2003 Nature 423 57)
参考资料来源:
http://physicsweb.org/article/news/7/5/2
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