宇宙最早超新星喷流或改写第二代恒星的形成理论

科技工作者之家 2019-05-10

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一项数据模拟实验展示了宇宙第一代超新星可能的样子:与许多科学家设想的不一样,这些明亮的爆炸可能并不是球形的,而是表现为不对称的物质喷流,而这些喷流向早期宇宙中注入了诸如锌之类的重元素(绿点)。这个模拟示意图显示了超新星在最初爆炸50秒后的形状。

在宇宙大爆炸几亿年后,科学家推测那时形成的第一代恒星的形态,很可能是寿命很短的巨型火球,并且他们曾假设这些恒星在爆炸时生成的类似于球形的超新星。

据美国“物理学网”(Phys.org)5月8日消息称,来自美国麻省理工学院(MIT)的天文研究小组发现,这批最初的恒星可能是以一种更强烈的不对称形态爆炸的,其喷射出的物质流猛烈到足以将它们生成的重元素喷入到邻近的星系中,而这些元素最终成为了第二代恒星的种子,其中一些恒星至今仍能被人类所观测到。在《天体物理学杂志》同日刊发的一篇研究论文中,研究人员描述了最近观测到的一颗幸存下来的第二代恒星,这颗被命名为“HE 1327-2326”的古老天体中含有丰富的锌元素。他们认为,这颗恒星只有在第一代恒星之一发生不对称的爆炸、并在生成它的气体云中注入重元素后,才可能获得如此大量的锌。

MIT的物理学副教授、该校卡弗里天体物理与空间研究所(Kavli Institute for Astrophysics and Space Research)成员Anna Frebel介绍道:“当一颗恒星爆炸时,黑洞会像真空吸尘器一样吸走其中一部分物质。而只有当宇宙中存在某种机制,比如可以从恒星中拉出物质的射流,你才能在下一代恒星中观察到这种物质。我们相信这正是此恒星曾经可能经历的过程。”该论文的第一作者、MIT的博士后Rana Ezzeddine补充道:“这是人类第一份观测证据,表明宇宙早期曾存在过这样一颗不对称的超新星。这改变了我们对第一代恒星是如何爆炸的认识与理解。”这些第一代超新星的威力足以将重元素射入邻近的“原始星系”中,而那时这些“原始星系”还尚未孕育出自己的恒星。

Frebel解释道:“一旦氢气和氦气中被注入了一些重元素,那么就更容易形成恒星,尤其是小恒星。这一结论背后的有效假设,是这类第二代恒星是在那些被‘污染’的原始星系中形成的,而不是像我们之前一直假设的那样——它们是在超新星发生爆炸的同一星系中形成的。我们之前也并没有思考过任何其他可能,所以这一发现为早期恒星的形成理论开辟了一条新的通道。”

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编译:朱明逸 

审稿:阿淼 

责编:唐林芳 

期刊来源:《天体物理学杂志》

期刊编号: 0004-637X

原文链接: 

https://phys.org/news/2019-05-explosions-universe-stars-spewed-powerful.html

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