超級恆星的新理論：揭示宇宙最古老球狀星團的形成之謎

國際研究團隊提出了一項突破性的理論框架，旨在闡釋宇宙中最古老恆星結構——球狀星團——的起源。這項模型將球狀星團的演化與「極端大質量恆星」（Extremely Massive Stars, EMS）的存在緊密聯繫起來。這篇研究成果已發表於權威期刊《皇家天文學會月報》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society），為我們理解早期宇宙歷史開啟了嶄新的視角。

此核心概念建立在一個假設之上：在早期宇宙動盪不安的氣體環境中，可能誕生了質量超過一千倍太陽質量的恆星，甚至估計可高達一萬個太陽質量。儘管這些巨型恆星的壽命極為短暫，僅有一到兩百萬年，但它們仍有足夠時間燃燒氫氣並釋放出極為強勁的恆星風。這些恆星風攜帶著高溫燃燒的產物，隨後與周圍氣體混合，為下一代恆星的誕生創造了條件，賦予了它們獨特的、「受污染」的化學組成。

球狀星團是宇宙中最古老的「檔案庫」，其歷史超過一百億年，由數十萬甚至數百萬顆恆星密集聚集而成。長期以來，它們異常的化學組成一直困惑著科學界，這些組成包括高含量的氮、氦、氧、鈉、鎂和鋁。新的模型提供了一個精妙的解釋：這些化學「印記」是在極端大質量恆星爆炸成為超新星、進而改變氣體成分之前，由其生命活動產物所遺留下來的。

這項研究的關鍵人物包括來自巴塞隆納大學宇宙學科學研究所（ICCUB）及加泰隆尼亞空間研究所（IEEC）的馬克·吉爾斯教授（Professor Marc Giles），以及共同作者達特茅斯學院的保羅·帕多安（Paolo Padoan）。帕多安教授指出，這項理論與詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）所獲取的數據高度吻合，強調了極端大質量恆星在首批星系形成過程中扮演的關鍵角色。

研究人員進一步推測，這些龐大恆星的引力坍縮很可能導致了中等質量黑洞的形成，未來或許能透過引力波探測到它們的存在。因此，這項工作描繪出了一幅完整的圖景，將恆星形成的物理學、星團的演化以及早期的化學富集過程緊密地聯繫在一起。根據此模型，JWST的現代觀測結果顯示，早期星系中氮含量增加，正是受到極端大質量恆星影響下形成的星團佔主導地位的直接證據。