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

我要新鲜事2023-11-02 20:20:350阅

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。