首次发现恒星中的时光机

最新消息，宇宙中最古老恒星之一的痕迹首次在另一颗恒星中发现！

众所周知，尽管我们初步了解了宇宙的形成和进化，但是宇宙的早期仍然有些神秘。有了我们目前所拥有的物理学知识，我们就能对最早的恒星的性质有所了解，尽管几乎可以肯定它们已经消失很久了，因为我们几乎从未发现它们的踪迹！

现在，一项新的发现证实了科学家们对早期宇宙的认识，这一新发现围绕着我们银河系中的一颗恒星。它的名称是SMSS J160540.18-144323.1，简称J1605或Bob。Bob离我们大约35000光年远。Bob身上有它的早期祖先的印记，很显然这是宇宙中第一代金属含量极低、生活在宇宙早期的恒星之一。

初代恒星

说到初代恒星，其实它和金属丰度有着密不可分的关系。从天文学的角度来说，金属是任何比氢、氦和锂更重的元素，这些元素都是在大爆炸中产生的。早期的恒星只包含这三种轻元素，因为其他较重的元素还没有形成，比前三颗更重的元素是在连续几代恒星中形成的。

第一代不含金属的恒星被称为第三种群，它们在很大程度上是假设的存在，但我们的天体物理学知识表明它们一定存在过。第三类星一般是非常巨大而炽热的恒星，持续时间不长，它们是低金属恒星。我们能了解它们的唯一方法是研究恒星，这些恒星是由它们死后喷射出的物质形成的。

恒星Bob

Thomas Nordlander（诺德兰德）博士是澳大利亚国立大学的天文学家。他来自澳大利亚国立大学天文与天体物理研究学院(RSAA)的ARC卓越中心，专门研究三维天空天体物理(ASTRO 3D)，最关键的是，他的专长之一是研究极低金属恒星，而Bob就是诺德兰德博士使用ANU Skymapper和赛德斯普林的2.3米望远镜进行观测时所发现。对于Bob，诺德兰德表示非常满意：“我们发现了一台时间机器，它能把我们带回宇宙中最早的恒星！”

是的，Bob与众不同，Bob极低的金属丰度令人惊讶，它就像一台时间机器，它的超低金属丰度是对恒星形成条件的时间回顾。Bob的铁含量几乎为零，几乎是目前在恒星中检测到的最低的，它的铁元素含量比太阳低150万倍，与同代恒星相比，它更像是第三类恒星。诺德兰德说:“这颗极度金属“贫血”的恒星很可能是在大爆炸后几亿年后形成的，它的铁含量比太阳低150万倍。在这颗恒星中，每500亿个原子中只有一个是铁，相当于奥林匹克游泳池中的一滴水！”

科学家猜测Bob有一个古老的祖先，是当时典型的第三类恒星，只有氦，氢，也许还有一点锂。它的质量大约是我们的太阳的10倍，而那些质量巨大的恒星燃烧燃料的速度很快，寿命也不长。当Bob的这位远古祖先走到生命的尽头时，它爆炸成了超新星。Bob的祖先会创造出一些更重的元素，在大多数情况下，这些元素会被喷射到星际空间，帮助形成下一代恒星。但在这次爆炸中，威力并没有那么大。科学家认为，这颗古老恒星的超新星能量非常低，大多数较重的元素都落回了爆炸产生的高密度残骸中。只有一小部分比碳还重的元素逃逸到太空中，帮助形成了我们发现的非常古老的恒星。

不仅如此，在某些方面，Bob就像其他光环恒星的组成一样，除了铁含量低之外，它还有其他一些怪癖。Bob的碳含量相当高，这种异常碳丰度的增加可能是由于一颗中等质量伴星的污染，但模型预测，这也会导致氮的类似增强。但是Bob体内没有氮的增强。

另一种可能的解释是星际介质(ISM)的污染，但随后就被科学家否认了，虽然一颗最初不含金属，或者金属含量低但碳含量正常的恒星，也可能被ISM的吸积污染。同样，通过比较这个过程的模型预测氮和碳的显著增加相对于难熔铁峰元素的消耗，同样可以被排除。

因此，科学家可以肯定Bob本身在大爆炸后几亿年后形成，当时一些恒星的金属丰度应该比Bob高。而Bob异常低的铁含量告诉我们一些关于它更古老的祖先的事情，即Bob在超新星爆炸后形成时，周围没有金属。它们都被吸回到超新星残骸中，这意味着Bob缺乏铁和天文学家们希望在Bob这个年龄看到的其他重元素，而当那个远古祖先变成超新星时，它会通过核合成合成更重的元素。

从宇宙形成之初就存在的第一批缺乏金属的恒星，几乎不可能存活到今天，但是我们可以在像Bob这样的恒星上看到他们的线索，最终追寻到宇宙早期恒星的秘密！