超巨星模型揭秘：宇宙最古老球状星团的形成之谜

一个国际研究团队最近提出了一项具有突破性的理论框架，旨在阐释宇宙中最古老恒星结构——球状星团——是如何形成的。该模型将其演化过程与“超大质量恒星”（Extremely Massive Stars, 简称EMS）的存在紧密联系起来。这项重要的研究成果已在权威学术期刊《皇家天文学会月报》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上发表，为我们理解早期宇宙历史开启了全新的视角。

这一核心概念基于一个假设：在早期宇宙动荡不安的气体环境中，可能诞生了质量超过太阳一千倍的恒星，估算最高可达太阳质量的一万倍。尽管这些宇宙巨兽的寿命极其短暂，仅有一到两百万年，但它们在有生之年迅速燃烧氢气，并释放出极其强大的恒星风。这些星风携带着高温燃烧的产物，随后与周围的气体混合，为新一代恒星的诞生创造了条件。这些新星因此拥有了独特的、被“污染”的化学成分。

球状星团是由数十万甚至数百万颗恒星密集聚集而成的，它们是宇宙中超过100亿年历史的“古老档案”。长期以来，困扰科学界的一个难题是它们异常的化学组成，其中包括氮、氦、氧、钠、镁和铝等元素含量异常偏高。新模型提供了一个精巧的解释：这些化学“印记”是在超大质量恒星爆炸成为超新星并改变气体成分之前，由其生命活动产物所留下的。

本次研究的关键人物包括巴塞罗那大学宇宙科学研究所（ICCUB）及加泰罗尼亚空间研究所（IEEC）的马克·贾尔斯（Marc Giles）教授，以及达特茅斯学院的合著者保罗·帕多安（Paolo Padoan）。帕多安教授指出，这一理论构想与詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）获取的数据高度吻合，有力地表明超大质量恒星在首批星系的形成中发挥了决定性作用。

研究人员进一步推测，这些庞大恒星的引力坍缩很可能导致了中等质量黑洞（Intermediate Mass Black Holes）的形成，未来或许可以通过引力波探测到它们的存在。此外，JWST的观测结果还揭示了早期星系中氮含量显著增加的现象，根据该模型，这正是由超大质量恒星影响下形成的星团占据主导地位的直接证据。这项工作构建了一个完整的图景，将恒星形成的物理学、星团的演化历程以及早期的化学富集过程有机地结合在一起。