JWST捕捉到宇宙黎明期的回响:LAP1-B系统或为首批恒星(第三星族星)的早期证据

编辑者: Uliana S.

据认为,III型恒星在大爆炸后大约一亿到四亿年之间出现。

利用詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)的强大观测能力,研究人员成功识别出LAP1-B系统。该系统极有可能代表了第三星族星(Population III stars)存在的迄今为止最早的证据。第三星族星是所有后续恒星的假想祖先。LAP1-B系统距离地球约130亿光年,这使得科学家们能够回溯到宇宙大爆炸后仅仅8亿年的历史时期。对LAP1-B的观测提供了一个独一无二的机会,让我们得以触及宇宙演化的开端,即物质刚刚开始形成最初结构的关键时刻。

LAP1-B系统展现出与理论学家预测的第三星族星的关键特征高度吻合。该天体位于一个暗物质光环之中,其质量估计约为5000万个太阳质量。这一数值恰好符合引发“原子冷却”所需的质量阈值,而原子冷却正是首批恒星形成过程的启动机制。根据推算,该系统中的恒星属于巨型恒星,单颗质量介于10至1000个太阳质量之间,它们聚集在小型星团内,总质量仅有数千个太阳质量。这有力地支持了早期恒星极其巨大且燃料燃烧速度极快的理论模型。

通过JWST进行的细致光谱分析,揭示了LAP1-B几乎完全缺乏重元素,即所谓的“金属”。这是第三星族星的决定性标志。这些恒星起源于宇宙的原始成分——氢和氦,仅含有微量的锂,因为在更早的世代中,尚未发生核合成来制造出更重的元素。值得注意的是,LAP1-B周围的气体已经显示出被富集的痕迹。这一现象暗示着,部分早期的大质量恒星已经以超新星的形式结束了它们的生命周期,从而启动了早期宇宙的“金属化”进程。

尽管LAP1-B是目前最令人信服的候选者,但包括哥伦比亚大学和托莱多大学在内的科学家们强调,仍需要进行进一步的、更详细的研究才能最终确认其身份。LAP1-B的发现位于红移z=6.6处,这与理论预期相符:在当前的观测能力范围内,预计在该红移区间内能发现大约一个此类天体。这一发现不仅是一项独立的成就,它也为研究早期宇宙铺平了道路。模型表明,这些首批恒星对后续的恒星形成和第一批星系的构建具有决定性的影响,为所有后续的宇宙演化奠定了基础。在宇宙的黑暗中,每一个新的信号都可能成为理解光如何诞生的关键线索。

来源

  • MoneyControl

  • Astronomers may have found the first stars that formed after the Big Bang

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