发现宇宙初代巨大质量星的明确痕迹

2023年6月 7日 ｜研究成果

首次明确显示巨大质量星痕迹的天体“LAMOST J101051.9+235850.2”的可见光线图像(由斯隆数字天空观测的图像制作)。 狮子座的方向，距离地球约3000光年的银河系中的星星，比太阳稍轻的主系列星。 表观亮度约为16级。 (信用: SDSS/国立天文台)

使用昴星望远镜等进行的观测首次明确显示，在宇宙中最初诞生的星星中，存在着质量为太阳140倍以上的巨大质量星。 这是在理解大爆炸后的初期宇宙中是如何产生星星的重要研究成果。 宇宙中最初诞生的星星(初代星)，是从只由氢和氦构成的气体云中诞生的。 之后，初代恒星中发生的核聚变或超新星爆炸产生的新元素，是形成多样物质世界的第一步。 理论上表明，初代行星中可能含有很多现在宇宙中几乎不存在的大质量行星。 质量超过太阳140倍的星球，预计会发生与更轻星球发生的机制不同的特殊超新星爆炸，在第二代星球的元素组成中留下其痕迹。 由国立天文台和中国国家天文台等研究人员组成的国际研究小组，使用中国的分光探测望远镜LAMOST发现了许多银河中幸存的第二代星星的候补，通过使用昴星望远镜的观测，积累了测定它们的详细元素组成的研究。 结果发现，其中之一的“LAMOST J101051.9+235850.2”显示出特殊超新星爆炸所产生的特征性元素组成。 这强烈支持了认为在初期宇宙中形成了太阳质量140倍以上的巨大质量星的理论。 接下来要解决的大课题是，初代恒星中巨大质量星的比例到底是多少这一问题。 要弄清这一点，还需要探索更多的第二代星球，推进测定其元素组成的研究。 研究小组今后也计划增加观测事例，解开初代恒星之谜。 该研究成果由Qian-fan xing et al .“a metal-poor star with abundances from a pair-instability supernova”刊登在英国科学杂志《自然》2023年6月7日上。