我们可能终于看到了宇宙中最早的恒星

曾经,在星星出现之前有一段时间。

在原始的黑暗中,在Big Bang,除了一片巨大的氢和氦海,什么都没有漂移。直到恒星出现,从那团块气体的碾压密度中诞生,更重的元素才出现,这些元素是由它们强大的心脏中的聚变锻造而成的。

或者科学家们是这么认为的。我们从未真正见过那些第一批恒星,被称为群体 III 星。一篇新论文可能最终会改变这种情况。

在提交给天体物理学杂志并上传到 arXiv,由德克萨斯大学奥斯汀分校的 Seiji Fujimoto 领导的一个大型国际天文学家团队描述了他们认为可能是早期宇宙中富含这些难以捉摸的天体的星系。

这个被称为 GLIMPSE-16403 的星系绝未被证实为种群 III 宿主。但即使是候选星的确定也表明,我们最终找到宇宙中的第一批恒星只是时间问题。

“这项工作为发现第一个 Pop III 星系铺平了一条清晰的道路,”研究人员写道.“无论目前的候选人的命运如何,本研究中开发的方法都将在整个 JWST 时代增强 Pop III 星系搜索的能力。”

宇宙黎明就是我们所说的时代,它跨越了大约 138 亿年前宇宙大爆炸后的第一个十亿年左右的时间。在这段时间里,宇宙从高温中聚集在一起夸克胶子等离子体它们在宇宙的最初时刻充满了宇宙,形成了恒星和星系从字面上扫除黑暗用他们炽热的光芒。

那些第一批 III 族群恒星是朝着我们今天看到的宇宙迈出的重要一步。比氢和氦重的元素只能通过堆芯聚变和新星爆炸等极端过程产生。然而,以前的研究只取得了成果二手痕迹其中第一代 STARS,而不是对象本身。

天文学家认为,这是因为 Population III 恒星可能特别大,比最近的宇宙中的任何恒星都大。较大的恒星寿命很多很多比较小的寿命短,因此那些第一批恒星可能早已闪烁出来,只留下它们在核心中融合的元素,以便被随后的恒星世代所吸收。

较大的恒星,比如大麦哲伦星云中的蓝白色恒星,比较小的恒星燃烧得更热、更快。(ESA/Hubble、NASA 和 D. A. Gouliermis)

宇宙学家和天文学家迫切希望看到那些早期的恒星是什么样子的。他们想知道宇宙黎明号中的灯光是如何打开的,从而清除使太空变得不透明的中性氢雾。

我们最好的镜头是 JWST,这是有史以来最强大的太空望远镜,它经过优化,可以比以前任何望远镜都更深入地窥视早期宇宙红外敏感眼.

看到宇宙黎明已经够难了,但在那个大海捞针中寻找一根针就更难了。藤本和他的同事们发现,他们可以通过非常非常仔细地观察天空中的一小部分区域,寻找种群 III 恒星的化学指纹来加快搜索速度。

研究人员将精力集中在具有强大氢和氦发射光谱的星系上,而几乎没有其他元素的证据。他们的管道产生了两名候选人。一个只是试探性的;但另一个,GLIMPSE-16403,在宇宙大爆炸后大约 8.25 亿年出现在宇宙黎明中,符合研究人员为群体 III 星系指定的所有标准。

这使得该星系成为迄今为止寻找打开宇宙中灯的恒星的最佳候选星系。

需要做更多的工作来确定 GLIMPSE-16403 中恒星的性质,这可能很棘手;我们需要一个详细的光谱,而这在如此巨大的时空鸿沟中并不容易获得。

尽管如此,这一发现还是非常令人兴奋的:对 III 种群恒星的探测现在感觉就在下一个拐角处。

“整整一百年前,我们的宇宙视界第一次扩展到银河系的边缘,仙女座大区和三角座大区标志着我们在宇宙中位置的边界。”研究人员写道.

“当我们回顾过去一百年的深刻发现时,想想那些早期的玻璃板勘测者会如何看待我们可能很快探测到宇宙中第一颗恒星的前景,这很有趣。”

该团队的论文已提交给天体物理学杂志,可在arXiv.

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