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巨大恒星数量之多超乎想象,宇宙的演化史受质疑

星空天文 2018-06-05 13:55:13 阅读:

我们的宇宙比天文学家原以为的复杂。

巨大恒星数量之多超乎想象,宇宙的演化史受质疑

艺术家笔下描绘的被尘埃阻隔的星暴星系。ESO

巨大恒星数量之多超乎想象,宇宙的演化史受质疑

4个遥远的星暴星系。ESO

英国爱丁堡大学天文学家Zhi-Yu Zhang近日率领一个科研小组,运用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波射电望远镜阵列,对遥远的宇宙进行了探查。结果发现,在四个离地球十分遥远的星系中,大质量恒星的比例出人意料地高。这四个星系位于早期宇宙中。在这样的年幼星系里,恒星的形成过程和今天是不一样的。他们的研究结果因而显得更加扑朔迷离。

Zhang及其团队发明了一种新的技术,能够利用放射性碳同位素,来测量这些星系中不同类型一氧化碳的浓度。这些一氧化碳包含有不同的同位素。由于碳和氧同位素拥有不同的产生方式,因此18O在大质量恒星内部的产量最大,而13C在中低质量的恒星内部最多。通过这种方法,这些天文学家穿透了黑暗尘埃的阻隔,对这些星系内部恒星的质量进行了估算。

恒星的质量是决定恒星演化过程的首要因素。大质量恒星和低质量恒星相比,更明亮也更短命。了解星系内不同质量恒星的比例,不但能够加固天文学家对星系形成和演化过程的认识,还能让我们对构成恒星和行星的化学元素,以及最终成为星系中心超大质量黑洞的那些种子黑洞的数量有更深入了解。

观测结果显示,这些早期星暴星系中的18O与13C之比,比银河系这类星系高出了大约10倍。这意味着这些星系内的大质量恒星比例非常之高。

这一发现和此前科学家在较近宇宙中的另一发现保持了一贯性。英国牛津大学的科学家在观测了大麦哲伦云巨型产星区剑鱼座30,也就是狼蛛星云内的800颗恒星之后发现,那里质量高于太阳30倍的恒星数量比预期多30%,质量高于太阳60倍的恒星数量比预期多70%。这一发现还向恒星形成时质量不能超过150倍太阳的上限发起了挑战。根据这些天文学家的研究,恒星形成时的质量上限可达太阳的300倍!

这一系列的发现,向人类对宇宙演化史的认识提出了质疑。我们的宇宙可能比天文学家原本以为的更复杂。

巨大恒星数量之多超乎想象,宇宙的演化史受质疑

狼蛛星云(剑鱼座30)。ESO

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