銀河系古老恆星難解之謎

莫心海

【正見網2011年11月18日】

每日科學網2011年11月15日報導,丹麥尼爾斯.玻爾(Niels Bohr)研究所天文學家在用歐洲南方天文台智利的巨型望遠鏡研究銀河系中最古老恆星時發現一個難解之謎,這些被稱為銀河系恆星化石的最古老的恆星有異常大含量的黃金,鉑和鈾等重金屬元素。因為重金屬元素應該在更年輕的恆星上才能看到,它們的來源一直是個謎。

根據大爆炸理論,大爆炸後不久,宇宙由神秘的暗物質、氫和氦等輕元素主宰。然後由於暗物質和氣體團的相互作用,氣體團坍縮成最早一代的恆星。

根據恆星演化理論,在這些恆星內部,氫氣和氦的通過聚變反應融合在一起,形成第一批較重的元素如碳、氮和氧,然後經過幾億年時間,再陸續形成其它元素。但是根據現代宇宙學理論,這些早期恆星重金屬元素的含量只有我們太陽重金屬元素含量的千分之一。

大量重金屬元素形成於超新星爆發,超新星爆發將這些元素拋向太空,其中的氣體再次坍縮形成新的恆星。這樣,新一代的恆星重元素含量比那些第一代恆星要高得多。

因此,發現宇宙早期恆星含豐富的重元素非常意外。而且這些早期恆星就在我們自己的銀河系。

「在銀河系外部也有從我們自己的星系的童年中存留下來的古老的『恆星化石』,這些年老恆星在星系盤的上方和下方的暈環裡。在這些恆星中約有1-2%有異常含量的重元素,」特蕾色.漢森(Terese Hansen)解釋說,他是哥本哈根大學玻爾研究所的天體物理學和行星科學的天體物理學家。

玻爾研究所的研究小組花了幾年時間,用歐洲南方天文台在智利的巨型望遠鏡研究這些古老的恆星。為了了解這些重元素的起源,他們又花了四年時間,用拉帕爾馬的北歐光學望遠鏡觀察其中17個「異常」恆星。

為什麼這些古老恆星含有豐富的重金屬元素還是個謎。

天文學家認為一種可能性是這些星體都是雙星系統中的一個星體,伴星發生超新星爆發後產生的重金屬元素,將這些恆星的外層塗上了一層薄薄的重金屬元素。但是觀察結果發現其中大多數都不屬於雙星系統。

另一種觀點認為最早一代超新星爆發向不同方向射出重元素,這些元素被帶到瀰漫在太空中的氣體雲中,然後這些氣體雲坍縮形成了我們今天所看到的這些星星。但是這又與這些恆星的最古老身份相矛盾。

參考資料:
http://www.sciencedaily.com/releases/2011/11/111115095911.htm

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