天文學家證實罕見恆星 PicII-503：揭開宇宙首批恆星終結之謎的「宇宙化石」

天文學家近日證實並深入研究了一顆極其罕見的第二代恆星，編號為 PicII-503。這顆被譽為「宇宙化石」的天體，為我們理解宇宙中第一批恆星（即第三星族星）的滅亡機制提供了至關重要的數據。這項研究的核心在於對該恆星進行詳細的光譜特徵分析，它位於距離地球約 149,000 至 150,000 光年的繪架座 II（Pictor II）超微弱矮星系中，該星系座落於南天的繪架座方向。

PicII-503 的發現歸功於「MAGIC」（Mapping the Ancient Galaxy in CaHK）觀測計畫的數據分析。該計畫致力於繪製古老星系的地圖，並利用了安裝在智利托洛洛山美洲天文台（CTIO）維克多·M·布蘭科 4 公尺望遠鏡上的暗能量相機（DECam）。DECam 擁有高達 5.7 億像素的成像能力，能夠捕捉 3 平方度範圍的高解析度影像，是美國國家科學基金會（NSF）NOIRLab 研究計畫中的核心觀測工具。

作為首顆在微弱矮星系中被證實的第二代恆星，PicII-503 攜帶著與首批恆星相關的獨特化學富集特徵。科學界認為，第二代恆星是由幾乎僅含氫與氦的第三代恆星爆炸後的殘餘物質冷凝而成。研究顯示，這顆恆星的金屬含量極低（在天文學中指比氦重的元素），其鐵含量僅約為太陽的四萬分之一，是目前在銀河系外發現的含鐵量最低的恆星。與此同時，其鈣含量僅為太陽的十六萬分之一，但碳含量卻異常豐富，碳鐵比超過太陽標準的 1,500 倍。

該項研究由史丹佛大學布林森學者、專攻星系考古學的阿尼魯德·奇蒂（Anirudh Chiti）博士領導。奇蒂博士與其團隊結合了 MAGIC 計畫的數據，並透過歐洲南方天文台的甚大望遠鏡（VLT）及麥哲倫望遠鏡的後續觀測，精確測定了 PicII-503 中極低的鐵與鈣含量。在超微弱矮星系中發現此類遺蹟，有力地支持了這類小型結構是保存宇宙早期恆星殘骸關鍵場所的科學假設。

這些觀測數據進一步證實了一項理論：宇宙初期的第一批恆星可能以相對低能量的超新星形式爆發。在這種情境下，鐵等較重元素會重新墜入坍縮的天體中，而碳等較輕元素則被散播到宇宙空間，這解釋了為何後續的第二代恆星會呈現「富碳缺鐵」的特性。這種化學特徵與銀河系暈中觀察到的富碳貧金屬（CEMP）恆星極為相似，為星系演化提供了重要線索。

PicII-503 完整地保留在其原始星系中，讓天文學家能藉此驗證關於 CEMP 恆星起源的各種理論。這項詳細的研究成果已於 2026 年 3 月 16 日正式發表在《自然天文學》（Nature Astronomy）期刊上。將 PicII-503 視為保存宇宙幼年期化學痕跡的「時空膠囊」，對於追蹤早期宇宙從原始物質到複雜元素的演化過程具有決定性的意義。