相当于300个太阳 天文学家在131亿光年外 看到了宇宙第一批恒星

发布者:醉爱山水间 2023-11-3 13:22

宇宙的诞生是一场奇妙的事件。大约138亿年前,一个称为奇点的平衡状态被某种未知的力量打破,引发了一次巨大的爆炸。这次爆炸不仅创造了时间和空间,还带来了构成宇宙的所有物质。

初始爆炸之后,物质以电子、光子和中微子等基本粒子的形式存在。随着时间的推移,大约50万年后,炽热的辐射逐渐冷却,背景温度降至约3000摄氏度,这时中性原子不再被电离,引力开始主导宇宙的演化。

在宇宙的早期阶段,主要由气态物质组成。其中,氢元素占据了宇宙物质总量的92%,其余的是氦元素和不到1%的锂元素。早期宇宙中金属元素非常稀少,这就决定了第一代恒星的金属丰度非常低。这些第一代恒星是在宇宙诞生后的1到3亿年间形成的。

恒星的质量决定了其毁灭的剧烈程度和残骸的性质。太阳质量的8倍以上的恒星在死亡后会发生超新星爆发,这是宇宙中能量释放最强烈的事件之一。超新星爆发瞬间释放的能量相当于太阳一生中释放的总能量,并且爆炸物质以十分之一光速向外扩散,可以瞬间摧毁50光年内的任何生物。

然而,第一代恒星与普通超新星有着显著的差异。由于成分的特殊性,相同质量的第一代恒星的超新星爆发能量是普通超新星的10到100倍。它们的消亡方式是现代宇宙无法复制的。

第一代恒星大多只存在于宇宙诞生后的1到3亿年左右。虽然在今天的宇宙中很难找到它们的存在,但这并不意味着它们不存在。通过空间望远镜向宇宙深处的观测,我们可以看到百亿年前的光芒。

最近,天文学家在使用北天双子座望远镜观察一个遥远的类星体时,发现其周围存在着一个奇特的星际云团。这个云团的化学特征与普通云团有所不同。类星体看起来像恒星,但实际上它是一个星系,中心是一个超大质量黑洞。一般来说,类星体的体积比星系小,但黑洞吞噬物质释放的能量足以达到普通星系的上千倍,使得我们能够在百亿光年之外观察到它。

这个类星体位于131亿光年之外,也就是说它发出的光芒在宇宙中行进了131亿年才抵达地球,我们所看到的是百亿年前的它的样子,距离宇宙的诞生仅仅过去了不到7亿年。

研究人员观察到这个类星体周围的奇特星际云团,发现其中存在着异常丰富的重元素含量。这引起了科学家们的兴趣,因为这些重元素通常是由恒星内部核聚变产生的,而第一代恒星的金属丰度非常低,所以它们不应该存在于这个早期的宇宙区域。

这个发现引发了一些假设和理论。一种可能性是,在早期宇宙形成的第一代恒星中,有一些异常大质量的恒星经历了超新星爆发,释放出大量的重元素。这些重元素随后被星际云团吸收并保留下来,形成了这个奇特的星际云团。

另一种可能性是,这个星际云团中的重元素来源于其他早期宇宙区域的恒星。这些恒星可能形成于更早的时期,然后经过一系列的星际物质交互作用,将重元素带到了这个星际云团中。

目前,科学家们正在进一步研究这个星际云团,以确定其中重元素的来源和形成机制。通过观察更多类似的天体,他们希望能够揭示早期宇宙中恒星演化和宇宙化学的奥秘。

这个发现提醒我们,宇宙的演化是一个复杂而神秘的过程。通过研究宇宙中的各种天体和现象,我们可以更好地理解宇宙的起源、结构和演化,并揭示宇宙中的一些基本规律和原理。

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