世界中第一批恒星存在被证明！中科院新效果，数据来自韦布望远镜
羿阁 发自 凹非寺量子位 | 大众号 QbitAI
还记得韦布望远镜（JWST）发布时立下的flag吗？
观测世界大爆炸后呈现的第一批天体、观测星系随时刻怎么成长、寻觅太阳系外宜居行星……
现在有一点它真的做到了！背面的团队居然还来自中国科学院。
具体来说，研讨者们对韦布望远镜传回的2000多个光谱数据进行剖析，在一个悠远星系中发现了要害的氦II特征。
这也恰恰证明了由氢、氦作为首要元素组成的第一批恒星的存在。
要知道，从这一概念被提出以来，还从未有人直接观测到它的身影。
就连团队带头人王鑫都对Quanta Magazine慨叹：“这太不实在了”。
现在，相关论文预印本已在Arxiv宣布，正在等候Nature的同行评议。
第一批恒星何时呈现？
约138亿年前世界大爆炸发生后，开端，物质只能以电子光子和中微子等基本粒子的形状存在。
40万年曩昔，当火热的辐射逐步冷却下来，中性原子不再被电离，引力开端发挥它的主导作用。
此刻世界中的首要成分为气态物质，其间氢元素占有了世界物质总量的92%，其他为氦元素以及不到1%的锂元素，金属元素十分少。
在这样的环境下，当氢和氦被重力揉捏，凝结成巨大的气体球，一旦气体球密度足够大，就会点着中心处的核聚变反响，第一批恒星就这样诞生了。
这些恒星还有另一个姓名，叫第三星族（Population III）星。
与之对应的是，其他咱们能够调查到的一切恒星则被分为第二星族和第一星族，二者的区别是年纪不同：
第一星族更年青，含有更多的重元素，而第二星族更陈旧，重元素含量少。
1984年，英国天体物理学家伯纳德 · 卡尔(Bernard Carr)在其论文中估测，第三星族星的尺度或许十分巨大，其质量或许是太阳的几百到十万倍。
它们会宣布蓝色的光辉，表面温度约为5万°C（太阳的表面温度仅为5500°C）。
这一巨大的份额也意味着第一批恒星的寿数会很短，最多只能继续几百万年。而且，它们在世界中的存在时刻也只要几亿年，终究原始气体都会随之散失。
正因如此，找到它们存在的依据一直是个很大的应战，而韦布望远镜的呈现给了天文学家新的方向。
新要害呈现
跟着2021年12月詹姆斯韦布空间望远镜发射，许多科学家都开端用它进行观测。
韦布望远镜比之前的哈勃望远镜愈加优化，调配有红外线观测设备，能够运用红外波段调查世界。
关于开端构成的恒星和行星，他们往往会隐藏在吸收可见光的尘土云后边。但这些区域宣布红外光却能穿透这层笼罩，提醒其内部信息。
因而红外光波对调查世界深处十分重要。
即便恒星现已逝世，光学信号或许会逐步削弱，但恒星逐步加重的核聚变反响，反而会宣布出愈加激烈的红外线信号。
早在1999年，科罗拉多大学博尔德分校天文学家Boulder就做出估测，当每个原子的剩下电子在能级之间跳动时，恒星应该会发生一个走漏信号：
氦II宣布的特定频率的光，或许短少一个电子的氦原子。
曼彻斯特大学的天文学家James Trussler对此解说说:
氦的发射实际上并非来自恒星自身，而是由恒星热表面的高能光子碰击恒星周围的气体时发生的。
遵从着这一思路，来自中科院的王鑫团队对韦布望远镜传回的超越2000多个光谱数据进行剖析，发现了一个在世界大爆炸后6.2亿年呈现的悠远星系。
这个星系由两部分组成，其间一半具有氦II与其他元素混合的要害特征，这也代表着一个由数千颗第三星族星和其他恒星组成的混合种群。
虽然该星系后半部分的光谱剖析没有完结，但从它的亮度来看，其间包含的第三星族星数量或许更多。
现在该论文还处于等候同行评议状况，关于这一成果，许多科学家都体现出了慎重的情绪。
一位在加利福尼亚大学研讨计算机模仿行星的物理学家Mike Norman提出质疑：第三星群的恒星和后来的恒星真的能够如此容易地混合在一起吗？
朴次茅斯大学的天体物理学家Daniel Whalen也站在中立的视点表明：
这很或许是世界中第一批恒星的“第一个直接依据”，但并不肯定，例如黑洞也能发生相似的氦II信号。
对此，王鑫的回应是，能够扫除黑洞的或许性，由于他们没有检测到特定的氧气、氮气或电离碳特征。
正如这位网友所说，不论终究是否建立，这无疑都是一个十分重要的调查成果。
论文链接放在文末，感兴趣的小伙伴能够自取～
论文链接：https://arxiv.org/abs/2212.04476
参阅链接：[1]https://www.quantamagazine.org/astronomers-say-they-have-spotted-the-universes-first-stars-20230130/[2]https://news.ycombinator.com/item?id=34580947[3]https://twitter.com/Astro_Jonny/status/1620084214334107654
— 完 —
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